[go: up one dir, main page]

DE102008031116A1 - Transmission turbo machine for a machine line, machine line with and transmission for gear turbo machine - Google Patents

Transmission turbo machine for a machine line, machine line with and transmission for gear turbo machine Download PDF

Info

Publication number
DE102008031116A1
DE102008031116A1 DE102008031116A DE102008031116A DE102008031116A1 DE 102008031116 A1 DE102008031116 A1 DE 102008031116A1 DE 102008031116 A DE102008031116 A DE 102008031116A DE 102008031116 A DE102008031116 A DE 102008031116A DE 102008031116 A1 DE102008031116 A1 DE 102008031116A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pinion
turbomachine
compressor
gear
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102008031116A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008031116B4 (en
Inventor
Ole Hansen
Arindam Khan
Klaus-Dieter Mohr
Gerd-Ulrich Dr. Woelk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Everllence SE
Original Assignee
MAN Turbo AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Turbo AG filed Critical MAN Turbo AG
Priority to EP09006649.9A priority Critical patent/EP2128448B1/en
Priority to JP2009124341A priority patent/JP4991789B2/en
Priority to CN2009101418428A priority patent/CN101592045B/en
Priority to US12/473,445 priority patent/US8414250B2/en
Publication of DE102008031116A1 publication Critical patent/DE102008031116A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008031116B4 publication Critical patent/DE102008031116B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F04D25/163—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows driven by a common gearing arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/72—Application in combination with a steam turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/40—Transmission of power

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Ein Maschinenstrang umfasst ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Dampfturbine (1) mit axialer Abströmung, einer Getriebeturbomaschine (2) und einem weiteren Kompressor (4), wobei die Getriebeturbomaschine (2) mit integriertem Getriebe ein Antriebsritzel (2.1) zum Antreiben von Turbomaschinenrotoren (3.10, 3.20, 3.30) über ein Großrad (2.2) und von einem Abtriebsritzel (2.3) eines drehzahluntersetzenden Lastgetriebes zum Antreiben des weiteren Kompressors (4) aufweist.A machine train comprises a drive unit, in particular a steam turbine (1) with axial outflow, a geared turbomachine (2) and a further compressor (4), wherein the geared turbomachine (2) with integrated gearbox has a drive pinion (2.1) for driving turbomachinery rotors (3.10, 3.20, 3.30) via a large gear (2.2) and by an output pinion (2.3) of a speed-reducing power transmission for driving the further compressor (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeturbomaschine, insbesondere Radialgetriebeturbomaschine, mit integriertem Lastgetriebe für einen Maschinenstrang, ein integriertes Lastgetriebe für eine solche Getriebeturbomaschine, sowie einen Maschinenstrang mit einer solchen Getriebeturbomaschine und einem weiteren Kompressor, insbesondere einem Hauptkompressor.The The present invention relates to a geared turbomachine, in particular Radial gear turbo machine, with integrated load gearbox for a machine train, an integrated load transmission for Such a gear turbo machine, as well as a machine train with such a gear turbo machine and another compressor, in particular a main compressor.

Ein Maschinenstrang weist allgemein ein Antriebsaggregat, beispielsweise eine Dampfturbine, eine Gasturbine oder einen Expander, insbesondere eine Entspannungs- bzw. Restgasturbine, und einen oder mehrere von diesem Antriebsaggregat angetriebene Kompressoren beispielsweise zur Verdichtung von Luft oder anderen Gasen auf.One Machine train generally has a drive unit, for example a steam turbine, a gas turbine or an expander, in particular a Relaxation or residual gas turbine, and one or more of this Drive unit driven compressors, for example, for the compression of Air or other gases.

Aus betriebsinterner Praxis sind insbesondere Maschinenstränge bekannt, bei denen eine doppeltantreibende Dampfturbine auf einer Seite einen Boosterkompressor mit mehreren Kompressorstufen und auf einer gegenüberliegenden Seite der Dampfturbine einen Hauptkompressor antreibt, der ein Medium ansaugt, verdichtet und den Boosterkompressor mit einem Teilmassenstrom hiervon beschickt, den dieser, beispielsweise auf ein bis drei Druckstufen, weiter verdichtet.Out In-house practice are in particular machine trains known in which a double-drive steam turbine on a Side a booster compressor with several compressor stages and on an opposite side of the steam turbine one Main compressor powers, compresses and compresses a medium the Boosterkompressor charged with a partial mass flow thereof, the this, for example, to one to three pressure levels, further compressed.

Hierbei müssen die Drehzahlen von Dampfturbine, Haupt- und Boosterkompressor aufeinander abgestimmt werden. Während aus thermodynamischen Gründen die Drehzahlen der Dampfturbine und der Kompressorstufen des Boosterkompressors relativ hoch sein sollen, liegen sie für den Hauptkompressor – bedingt durch dessen große Durchmesser und die damit verbundenen hohen Fliehkräfte – jedoch niedriger und begrenzen bisher insbesondere die Drehzahl der Dampfturbine, was hinsichtlich ihres Wirkungsgrades und ihrer Baugröße nachteilig ist.in this connection need the speeds of steam turbine, main and booster compressor be coordinated with each other. While from thermodynamic Reasons the speeds of the steam turbine and the compressor stages the booster compressor should be relatively high, they are for the main compressor - due to its large size Diameter and the associated high centrifugal forces - however lower and especially limit the speed of the steam turbine, what in terms of their efficiency and their size is disadvantageous.

Daher ist es nach betriebsinterner Praxis bekannt, den Boosterkompressor als Getriebekompressor auszubilden, wie er beispielsweise aus der EP 1 691 081 A2 , die einen Getriebekompressor mit einem integrierten Getriebe nach dem Oberbeg riff des Anspruchs 1 offenbart, oder der DE 42 41 141 A1 bekannt ist, um seine Kompressorstufen bei höheren Drehzahlen zu betreiben als den Hauptkompressor. Auch in einem aus der DE 24 13 674 C2 bekannten dreistufigen Getriebekompressor wird die Antriebsdrehzahl auf höhere Drehzahlen in den Kompressorstufen ins Schnelle übersetzt.Therefore, it is known after internal practice to form the booster compressor as a gear compressor, as he, for example, from the EP 1 691 081 A2 , which discloses a transmission compressor with an integrated transmission according to the Oberbeg reef of claim 1, or the DE 42 41 141 A1 is known to operate its compressor stages at higher speeds than the main compressor. Also in one of the DE 24 13 674 C2 known three-stage transmission compressor, the drive speed is translated to higher speeds in the compressor stages in the fast.

Beispielsweise aus dem DE-GM 7122098 ist es grundsätzlich auch bekannt, die Drehzahl einer Dampfturbine durch ein separates Stirnradgetriebe vor dem Hauptkompressor zu reduzieren, was jedoch aufgrund des separaten Getriebes nicht nur den Herstellungs- und Montageaufwand, sondern auch die axiale Baulänge des Maschinenstranges und damit Transport- und Gebäudekosten vergrößert.For example, from the DE-GM 7122098 In principle, it is also known to reduce the speed of a steam turbine by a separate spur gear before the main compressor, which, however, due to the separate transmission not only increases the manufacturing and assembly costs, but also the axial length of the machine train and thus transport and building costs.

Bekannte Maschinenstränge weisen noch weitere Nachteile auf. So erfordert die bisherige Anordnung von Hauptkompressor und Boosterkompressor beidseits der Dampfturbine beispielsweise eine radiale Abströmung aus der Dampfturbine. Dies verschlechtert den Wirkungsgrad. Ist der Dampfturbine ein Kondensator nachgeschaltet, muss dieser mit dem radial abströmenden Dampf beschickte Kondensator in einer Horizontalebene über oder unter der Dampfturbine angeordnet werden, was die Bauhöhe des gesamten Maschinenstranges und damit insbesondere die Kosten für ein diesen aufnehmendes Fundament bzw. Gebäude erheblich vergrößert.Known Machinery strands have even more disadvantages. So requires the previous arrangement of main compressor and booster compressor on both sides of the steam turbine, for example, a radial outflow from the steam turbine. This deteriorates the efficiency. is the steam turbine downstream of a condenser, this must be with the radially outflowing steam fed capacitor in one Horizontal plane arranged above or below the steam turbine be what the overall height of the entire machine train and thus, in particular, the costs of receiving this one Foundation or building considerably enlarged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wenigstens einen der vorgenannten Nachteile zu reduzieren und einen Maschinenstrang zu verbessern.task It is the object of the present invention to provide at least one of the foregoing To reduce disadvantages and to improve a machine train.

Diese Aufgabe wird durch ein integriertes Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Getriebeturbomaschine nach Anspruch 10 bzw. einen Maschinenstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 12 oder 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is characterized by an integrated transmission with the characteristics of Claim 1, a geared turbomachine according to claim 10 or a Machine train with the features of claim 12 or 18 solved. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, ein drehzahluntersetzendes Lastgetriebe, welches zwischen Antriebsaggregat und einem Kompressor angeordnet ist, in ein Getriebe einer Getriebeturbomaschine zu integrieren und so zugleich von dem Kompressor zu separieren.To A first aspect of the present invention proposes a speed-reducing load transmission, which between drive unit and a compressor is disposed in a transmission of a geared turbomachine to integrate and so at the same time to separate from the compressor.

Hierzu umfasst eine Getriebeturbomaschine für einen Maschinenstrang ein Antriebsritzel, welches drehfest mit einer Antriebswelle verbunden ist, ein mit dem Antriebsritzel in Eingriff stehendes Großrad und eine oder mehrere, bevorzugt wenigstens zwei, insbesondere drei oder vier Turbomaschinenrotoren. Diese Turbomaschinenrotoren der Getriebeturbomaschine umfassen je eine Turbomaschinenwelle, ein oder mehrere, bevorzugt zwei mit der Turbomaschinenwelle drehfest verbundene Laufräder und ein mit der Turbomaschinenwelle drehfest verbundenes Turbomaschinenritzel, wobei die Turbomaschinenritzel eines oder mehrerer Turbomaschinenrotoren mit dem Großrad in Eingriff stehen.For this includes a gear turbo machine for a machine train a drive pinion which rotatably connected to a drive shaft is a large gear engaged with the drive pinion and one or more, preferably at least two, in particular three or four turbomachinery rotors. These turbomachinery rotors of Transmission turbomachines each include a turbomachinery shaft or more, preferably two rotatably with the turbomachine shaft connected wheels and one with the turbomachinery shaft rotatably connected turbomachine pinion, wherein the turbomachinery pinion one or more turbomachinery rotors with the large wheel engage.

Ein Laufrad eines Turbomaschinenrotors kann dabei als Kompressor- oder Expanderlaufrad ausgebildet sein. Insbesondere können zwei oder mehrere Kompressorlaufräder desselben Turbomaschinenrotors und/oder Kompressorlaufräder verschiedener Turbomaschinenrotoren, vorzugsweise als Radialkompressoren ausgebildete, Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine bilden, die als Getriebekompressor wirkt. Alternativ können zwei Expanderlaufräder desselben Turbomaschinenrotors und/oder Expanderlaufräder verschiedener Turbomaschinenrotoren, vorzugsweise als Radialexpander ausgebildete, Expanderstufen der Getriebeturbomaschine bilden, die als Getriebeexpander wirkt. Beide Ausführungen können auch kombiniert sein, indem beispielsweise wenigstens ein mit einem oder mehreren Kompressorlaufrädern bestückter Turbomaschinenrotor eine oder mehrere Kompressorstufen bildet und wenigstens ein mit einem oder mehreren Expanderlaufrädern bestückter anderer Turbomaschinenrotor eine oder mehrere Expanderstufen derselben Getriebeturbomaschine bildet, und/oder indem ein oder mehrere Turbomaschinenrotoren mit je wenigstens einem Kompressor- und je wenigstens einem Expanderlaufrad bestückt sind und somit sowohl eine Kompressor- als auch eine Expanderstufe bilden. Daher werden vorliegend sowohl reine ein- oder mehrstufige Getriebekompressoren mit einer oder mehreren mit wenigstens einem Kompressorlaufrad bestückten Kompressorwellen, reine ein- oder mehrstufige Getriebeexpander mit einer oder mehreren mit wenigstens einem Expanderlaufrad bestückten Expanderwellen, als auch kombinierte Getriebekompressor/expander („Getriebekompander”) verallgemeinernd als Getriebeturbomaschine, ihre mit Kompressor- und/oder Expanderlaufrädern bestückten Rotoren als Turbomaschinenrotor bezeichnet.An impeller of a turbomachinery rotor can be designed as a compressor or expander wheel. In particular, two or more compressor impellers of the same turbomachine rotor and / or compressor impellers of different turbomachinery rotors, preferably configured as radial compressors, may form compressor stages of the geared turbine engine acting as a transmission compressor. Alternatively, two ex Panderlaufräder the same turbomachinery rotor and / or expander wheels of various turbomachinery rotors, preferably designed as a radial expander stages of the geared turbomachine, which acts as a gear expander. Both embodiments can also be combined by, for example, forming at least one turbomachinery rotor equipped with one or more compressor wheels and at least one other turbomachinery rotor equipped with one or more expander wheels forming one or more expander stages of the same gear turbomachine, and / or one or more turbomachinery rotors are each equipped with at least one compressor and at least one expander wheel and thus form both a compressor and an expander. Therefore, in the present case, both pure single- or multi-stage transmission compressors with one or more equipped with at least one compressor impeller compressor shafts, pure single or multi-stage transmission expander with one or more equipped with at least one Expanderlaufrad expander, as well as combined Getriebekompressor / expander ("gear compander") generalized as a gear turbo machine, their equipped with compressor and / or expander wheels rotors referred to as turbo machinery rotor.

Erfindungsgemäß weist die Getriebeturbomaschine nun zusätzlich ein Abtriebsritzel eines drehzahluntersetzenden Lastgetriebes auf, das drehfest mit einer Abtriebswelle zum Antreiben eines mit dieser Abtriebswelle kuppelbaren Kompressorantriebswelle eines weiteren, von der Getriebeturbomaschine getrennten Kompressors, insbesondere eines Hauptkompressors des Maschinenstranges, verbunden ist, der insbesondere als Einwellenkompressor ausgebildet sein kann, vorzugsweise als Axialkompressor, Radialkompressor, ausgeführt beispielsweise mit horizontaler und/oder vertikaler Teilfuge oder als Isothermkompressor, oder als kombinierter Axial-Radialkompressor.According to the invention the gear turbo machine now additionally an output pinion a speed-reducing power transmission, the rotation with an output shaft for driving one with this output shaft detachable compressor drive shaft of another, from the gear turbomachine separate compressor, in particular a main compressor of the Machinery, connected, in particular, designed as a single-shaft compressor may be, preferably as an axial compressor, radial compressor executed for example, with horizontal and / or vertical parting line or as Isothermal compressor, or as a combined axial-radial compressor.

Dieses Abtriebsritzel steht wie das Großrad, bevorzugt auf einer diesem gegenüberliegenden Seite des Antriebsritzels, mit dem Antriebsritzel in Eingriff. Eine erfindungsgemäße Getriebeturbomaschine kombiniert somit erstmals ein Mehrwellengetriebe einer Getriebeturbomaschine und ein Lastgetriebe für einen hiervon getrennten Kompressor.This Output pinion stands like the big wheel, preferably on one this opposite side of the drive pinion, with the drive pinion engaged. An inventive Gear turbomachine thus combines for the first time a multi-shaft gearbox one Gear turbomachine and a load gearbox for one of these separate compressor.

Ein integriertes Getriebe, eine Getriebeturbomaschine mit einem solchen integrierten Getriebe bzw. ein Maschinenstrang nach diesem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf: durch das drehzahluntersetzende Lastgetriebe können ein Antriebsaggregat, beispielsweise eine Dampfturbine, eine Gasturbine oder ein Expander, insbesondere eine Entspannungs- bzw. Restgasturbine, welches die Antriebswelle antreibt, ein weiterer Kompressor, insbesondere ein Hauptkompressor, und die Turbomaschinenrotoren der Getriebeturbomaschine jeweils in für sie günstigen Drehzahlbereichen betrieben werden.One integrated transmission, a gear turbo machine with such integrated gear or a machine train after this first Aspect of the present invention has a number of advantages on: by the speed-reducing load gear can a drive unit, such as a steam turbine, a gas turbine or an expander, in particular a relaxation or residual gas turbine, which drives the drive shaft, another compressor, in particular a main compressor, and the turbomachinery rotors of the transmission turbomachinery each in their favorable speed ranges operate.

Beispielsweise kann das drehzahluntersetzenden Lastgetriebe eine Drehzahl des Antriebsritzels mit einem Übersetzungsverhältnis auf eine Drehzahl des Abtriebsritzels reduzieren, welches im Bereich von 1,25 bis 1,45, vorzugsweise im Bereich von 1,3 bis 1,4 und insbesondere im Bereich zwischen 1,32 bis 1,38 liegt. Ein Übersetzungsverhältnis ist vorliegend in fachüblicher Weise als betragsmäßiger Quotient von Antriebs- zu Abtriebsdrehzahl, hier also von Antriebsritzeldrehzahl dividiert durch Abtriebsritzeldrehzahl, definiert, so dass auch eine Drehrichtungsumkehr durch ein positives Übersetzungsverhältnis beschrieben wird. Ein Turbomaschinenritzel kann entsprechend mit dem Antriebsritzel ein Übersetzungsverhältnis aufweisen, welches im Bereich von 0,28 bis 0,54, vorzugsweise im Bereich von 0,30 bis 0,52 und insbesondere im Bereich zwischen 0,32 bis 0,50 liegt, wobei das Übersetzungsverhältnis sich aus dem Betrag des Quotienten von Antriebsritzeldrehzahl dividiert durch Turbomaschinenritzeldrehzahl ergibt.For example The speed-reducing load gear can be a rotational speed of the drive pinion with a gear ratio to one speed of the output pinion, which ranges from 1.25 to 1.45, preferably in the range of 1.3 to 1.4 and in particular in Range is between 1.32 to 1.38. A gear ratio is in this case in the usual way as amount Quotient of drive to output speed, in this case of drive pinion speed divided by output pinion speed, defined so that too a reversal of the direction of rotation due to a positive transmission ratio is described. A turbomachine pinion can be used accordingly the drive pinion a gear ratio which is in the range of 0.28 to 0.54, preferably in the Range from 0.30 to 0.52 and especially in the range between 0.32 to 0.50, with the gear ratio divided by the amount of the quotient of drive pinion speed by turbomachine pinion speed.

Dadurch kann in einer Ausführung beispielsweise eine Dampfturbine bei einer Nenndrehzahl in einem Bereich von 4000 bis 7000 Umdrehungen pro Minute (U/min) betrieben werden, die Turbomaschinenrotoren eines als Getriebeturbomaschine ausgebildeten Boosterkompressors bei einer Nenndrehzahl in einem Bereich von 10000 bis 17000 U/min, und ein als Einwellenkompressor ausgebildeter Hauptkompressor bei einer Nenndrehzahl in einem Bereich von 2000 bis 6000 U/min. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Dampfturbine, die zudem vorteilhaft kleiner bauen kann.Thereby For example, in one embodiment, a steam turbine at a rated speed in a range of 4000 to 7000 revolutions per minute (RPM), the turbo machinery rotors one designed as a gear turbo machine booster compressor at a Rated speed in a range of 10,000 to 17,000 rpm, and a as a single-shaft compressor trained main compressor at a Rated speed in a range of 2000 to 6000 rev / min. This increases the efficiency of the steam turbine, which also advantageously smaller can build.

Antriebs- und Abtriebsritzel bilden dabei ein Lastgetriebe, über das ein Großteil der von dem Antriebsaggregat zugeführten Leistung, die bei Dampfturbinen beispielsweise im Bereich von 40 bis 80 MW liegen kann, auf den weiteren Kompressor übertragen werden kann, der beispielsweise mit einer Leistung im Bereich zwischen 30 bis 50 MW beaufschlagt wird. Bevorzugt wird wenigstens die Hälfte, besonders bevorzugt wenigstens 60% der Leistung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen. Das Großrad verteilt die verbleibende Differenzleistung entsprechend auf die mit ihm in Eingriff stehenden Turbomaschinenrotoren. Vorteilhaft können daher die Verzahnungsbreiten der Turbomaschinenritzel und des Großrades geringer ausgebildet sein und betragen bevorzugt höchstens das 0,91-fache der Verzahnungsbreite des Antriebsritzels.drive and output pinion form a load gear, over the majority of the supplied from the drive unit For example, the output of steam turbines is in the range of 40 can be up to 80 MW, transferred to the other compressor for example, with a performance ranging between 30 to 50 MW is applied. Preferably at least half, more preferably at least 60% of the power from the drive shaft transferred to the output shaft. The big wheel distributes the remaining differential power accordingly to the Turbomachinery rotors engaged with it. Advantageous Therefore, the gearing widths of the turbomachine pinion and the large wheel be formed smaller and are preferred at most 0.91 times the toothing width of the drive pinion.

Als weiterer signifikanter Vorteil ist zur Reduzierung der Antriebsaggregatsdrehzahl auf die Drehzahl des weiteren Kompressors auch kein separates Getriebe mehr erforderlich, was Fertigungs- und Montageaufwand sowie Bauraum spart.When Another significant advantage is to reduce the drive unit speed on the speed of the other compressor also no separate transmission more required, what manufacturing and assembly costs and space saves.

Der weitere Kompressor ist bevorzugt in einem von einem Gehäuse der Getriebeturbomaschine getrennten Gehäuse aufgenommen. Hierdurch kann insbesondere vorteilhaft eine schwingungsmäßige Entkoppelung zwischen der Getriebeturbomaschine und dem weiteren Kompressor erreicht werden. Hierzu ist der weitere Kompressor vorzugsweise in axialer Richtung von der Getriebeturbomaschine beabstandet, was insbesondere auch dann von Vorteil ist, wenn der weitere Kompressor als Hauptkompressor groß baut.Of the another compressor is preferred in one of a housing the gearbox turbomachine is housed separate housing. As a result, it is particularly advantageous for a decoupling in terms of vibration reached between the gear turbomachine and the other compressor become. For this purpose, the further compressor is preferably in axial Direction spaced from the gear turbomachine, which in particular is also advantageous if the other compressor as a main compressor builds large.

Durch die erfindungsgemäße Integration eines drehzahluntersetzenden Lastgetriebes eines weiteren Kompressors, insbesondere eines Hauptkompressors, in eine Getriebeturbomaschine ist das Lastgetriebe nicht im Gehäuse des weiteren bzw. Hauptkompressors aufgenommen, was schwingungstechnisch vorteilhaft sein kann.By the integration of a speed-reducing according to the invention Load gear of another compressor, in particular a main compressor, in a gear turbomachine, the load gear is not in the housing the other or main compressor included what vibration technology may be advantageous.

Wie vorstehend ausgeführt, kann die Getriebeturbomaschine eine oder mehrere Expanderstufen aufweisen, indem ein oder mehrere Turbomaschinenrotoren mit je wenigstens einem, zwei oder mehr Expanderlaufrädern bestückt sind. Hierdurch kann beispielsweise vorteilhaft ein Abfallmedium des im Maschinenstrang umgesetzten Prozesses und/oder das zuvor im Hauptkompressor verdichtete Prozessmedium, vorzugsweise einen Teilmassenstrom hiervon, entspannt und dessen Enthalpie zum Antrieb des weiteren Kompressors und/oder von Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine genutzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Getriebeturbomaschine, die dann als Boosterkompressor des Maschinenstranges wirkt, eine oder mehrere Kompressorstufen aufweisen, indem ein oder mehrere Turbomaschinenrotoren mit je wenigstens einem, zwei oder mehr Kompresorlaufrädern bestückt sind. Hierdurch kann beispielsweise das im weiteren Kompressor verdichtete Medium, vorzugsweise ein Teilmassenstrom aus dem Hauptkompressor, weiter komprimiert werden, um zum Beispiel nach Rückkühlung und Entspannung als Kühlmittel zu fungieren. Zusätzlich oder alternativ können in Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine auch andere Medien, die den weiteren Kompressor nicht durchströmen, verdichtet werden. Die Getriebeturbomaschine kann also gleichermaßen als Arbeits- und/oder Kraftmaschine wirken, wobei die Turbomaschinenwellen ein Drehmoment auf ein Laufrad ausüben bzw. von diesem mit einem Drehmoment beaufschlagt werden.As As stated above, the geared turbomachine can have a or more Expanderstufen by one or more turbomachinery rotors with at least one, two or more expander wheels are equipped. This can be advantageous, for example a waste medium of the process implemented in the machine train and / or the previously compressed in the main compressor process medium, preferably a partial mass flow thereof, relaxed and its enthalpy to Drive the other compressor and / or compressor stages of Gear turbomachinery can be used. Additionally or alternatively can the gear turbo machine, which then acts as a booster compressor of the engine line acts to have one or more compressor stages by one or more several turbomachinery rotors, each with at least one, two or more Kompresorlaufrädern are equipped. hereby For example, the medium compressed in the further compressor, preferably a partial mass flow from the main compressor, further compressed for example, after re-cooling and relaxation to act as a coolant. Additionally or alternatively also can in gear turbo machine compressor stages other media that do not flow through the other compressor, compressed become. So the gear turbo machine can do the same act as a working and / or engine, the turbomachine shafts Apply a torque to an impeller or from this be applied with a torque.

Zusätzlich oder alternativ kann eine das Antriebsaggregat unterstützende und/oder von dem Antriebsaggregat antreibbare Elektromaschine, insbesondere ein Motor, ein Generator oder ein Motor/Generator, vorgesehen sein, dessen Elektromaschineneingangswelle mit dem Antriebsritzel, dem Großrad, dem Abtriebsritzel oder einem Turbomaschinenritzel in Eingriff steht oder mit der Antriebs-, der Abtriebswelle, der Welle des Großrades oder einem Turbinenrotor gekuppelt bzw. drehfest verbunden ist. Auf diese Weise kann beispielsweise zusätzliches Antriebsdrehmoment durch einen Elektromotor in die Getriebeturbomaschine eingeleitet oder dort zur Verfügung stehende mechanische Leistung in einem Generator in elektrische Leistung umgewandelt und beispielsweise gespeichert, dem Maschinenstrang zur Verfügung gestellt oder in ein Stromnetz eingespeist werden.additionally or alternatively, a support the drive unit and / or driven by the drive unit electric machine, in particular a motor, a generator or a motor / generator, be provided the electric machine input shaft with the drive pinion, the Large gear, the output pinion or a turbomachine pinion in Engaging or with the drive, the output shaft, the shaft the large wheel or a turbine rotor coupled or rotationally fixed connected is. In this way, for example, additional drive torque initiated by an electric motor in the geared turbomachine or there available mechanical power in a generator converted into electrical power and, for example stored, the machine strand provided or be fed into a power grid.

Wird der Boosterkompressor von einem Medium durchströmt, das zuvor im Hauptkompressor verdichtet wurde, so können aufgrund der höheren Drücke und insbesondere bei Durchströmung mit nur einem Teilmassenstrom aus dem Hauptkompressor die durchströmten Querschnitte und damit Gehäuse-, Laufrad- bzw. Beschaufelungsdurchmesser der Getriebeturbomaschine kleiner ausgebildet werden als bei dem weiteren Kompressor. Vorzugsweise weist ein kleinster durchströmter Querschnitt des weiteren Kompressors daher wenigstens das 1,05-fache, vorzugsweise wenigstens das 1,1-fache und insbesondere wenigstens das 1,2-fache des kleinsten durchströmten Querschnitts der Getriebeturbomaschine auf.Becomes the booster compressor flows through a medium, the previously compressed in the main compressor, so may the higher pressures and in particular at flow with only a partial mass flow from the main compressor flowed through Cross sections and thus housing, impeller or blading diameter the geared turbomachine be made smaller than in the another compressor. Preferably, a smallest flows through Cross section of the other compressor therefore at least 1.05 times, preferably at least 1.1 times and in particular at least 1.2 times the smallest cross-section flowed through the gear turbo machine.

Unter einer drehfesten Verbindung, beispielsweise zwischen Antriebsritzel und Antriebswelle, Turbomaschinenritzel und Turbomaschinenwelle oder Abtriebsritzel und Abtriebswelle, wird vorliegend sowohl eine lösbare Verbindung, die beispielsweise eine Keilwelle und/oder Schrauben umfassen kann, als auch eine unlösbare Verbindung, insbesondere eine Schweißverbindung oder eine integrale Ausbildung, beispielsweise als einstückiges Ur- und/oder Umformteil verstanden.Under a rotationally fixed connection, for example between drive pinion and drive shaft, turbomachinery pinion and turbomachinery shaft or Output pinion and output shaft, in the present case, both a releasable Connection, for example, a splined shaft and / or screws may comprise, as well as a non-detachable compound, in particular a Welded joint or an integral training, for example understood as one-piece master and / or forming part.

Eine Kupplung zwischen der Abtriebswelle und der damit kuppelbaren, getrennten Kompressorantriebswelle kann beispielsweise über eine Flanschverbindung, eine Kupplung zum Ausgleich von Axial- und/oder Winkelversatz, und/oder eine schaltbare oder selbstschaltende Kupplung, etwa eine Überlastkupplung realisiert sein. Insofern werden insbesondere sowohl lösbar als auch unlösbar miteinander verbundene Abtriebswellen und Kompressorantriebswellen als kuppelbar bezeichnet. Vorteilhafterweise kann eine Kupplung zwischen Abtriebswelle und Kompressorantriebswelle Drehschwingungen, Axialstöße oder dergleichen dämpfen.A Coupling between the output shaft and the detachable, detachable coupling Compressor drive shaft can, for example, via a flange, a coupling to compensate for axial and / or angular misalignment, and / or a switchable or self-switching clutch, such as an overload clutch be realized. In this respect, in particular both become solvable as well as permanently connected output shafts and compressor drive shafts referred to as detachable. advantageously, can be a clutch between the output shaft and compressor drive shaft Torsional vibrations, axial impacts or the like dampen.

Ein In-Eingriff-Stehen umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung einerseits einen direkten Eingriff, i. e. ein Kämmen von Verzahnungen, beispielsweise einfachen oder Doppelschrägverzahnungen, der beiden miteinander in Eingriff stehenden Elemente miteinander. Gleichermaßen ist hiervon jedoch auch ein indirekter Eingriff unter Zwischenschaltung von einem oder mehreren Getriebestufen, insbe sondere Stirnrad- und/oder Planetengetriebestufen umfasst, wie es beispielsweise aus der DE 42 41 141 A1 bekannt ist, deren Offenbarung diesbezüglich ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.An intervention in the sense of the present invention comprises on the one hand a direct one handle, ie a combing of teeth, for example, single or double helical teeth, the two mutually engaging elements together. Equally, however, this is also an indirect intervention with the interposition of one or more gear stages, in particular special spur and / or planetary gear stages includes, as it is for example from the DE 42 41 141 A1 is known, the disclosure of which is expressly incorporated in this specification.

Weist eine Getriebeturbomaschine nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr Turbomaschinenrotoren auf, können alle Turbomaschinenritzel mit dem Großrad in Eingriff stehen, was eine gleichmäßigere Beaufschlagung der Großrades sowie eine schmaler bauende Getriebeturbomaschine ermöglicht. Gleichermaßen können jedoch auch ein oder mehrere Turbomaschinenritzel mit dem Abtriebsritzel in Eingriff stehen. Hierdurch vergrößert sich der Abstand dieser Turbomaschinenrotoren zu den durch das Großrad angetriebenen, was die konstruktive Gestaltungsfreiheit der einzelnen Turbomaschinenrotoren bzw. der durch sie gebildeten Kompressor- und/oder Expanderstufen vorteilhaft erhöht.has a geared turbomachine according to the first aspect of the present invention Invention two or more turbomachinery rotors can all turbomachinery pinions are engaged with the large gear, what a more uniform admission of the large wheel as well as a narrow building gear turbo machine allows. Similarly, however, one or more Turbomachine pinion with the output pinion engaged. This increases the distance of these turbomachinery rotors to those driven by the large wheel, which is the constructive Design freedom of the individual turbomachinery rotors or the by compressor and / or Expanderstufen formed advantageous elevated.

In einer bevorzugten Ausführung sind eine Drehachse des Antriebsritzels, eine Drehachse des Großrades und eine Drehachse des Abtriebsritzels in einer gemeinsamen, vorzugsweise im Wesentlichen horizontalen, Ebene angeordnet. Dies verringert vorteilhaft die Bauhöhe der Getriebeturbomaschine senkrecht zu dieser Ebene. Die Drehachse eines mit dem Großrad in Eingriff stehenden Turbomaschinenritzels und/oder die Drehachse eines mit dem Abtriebsritzel in Eingriff stehenden Turbomaschinenritzels kann ebenfalls in dieser Ebene angeordnet sein und so die Bauhöhe weiter reduzieren. Stehen weitere Turbomaschinenritzel mit dem Großrad in Eingriff, so sind ihre Drehachsen bevorzugt in einer weiteren gemeinsamen Ebene angeordnet, die parallel zu der Ebene ist, in welcher die Drehachse des Großrades liegt.In a preferred embodiment are a rotational axis of the drive pinion, a rotation axis of the large gear and a rotation axis of the output pinion in a common, preferably substantially horizontal, Plane arranged. This advantageously reduces the height the gear turbo machine perpendicular to this plane. The rotation axis a turbomachine pinion meshing with the bull gear and / or the axis of rotation of a with the output pinion engaged standing turbomachine pinion can also be arranged in this plane be and thus further reduce the height. Stand more Turbomaschinenritzel with the Großrad in engagement, so are their axes of rotation are preferably arranged in a further common plane, which is parallel to the plane in which the axis of rotation of the large wheel is located.

Bevorzugt weist eine Getriebeturbomaschine ein mehrteiliges Gehäuse auf, welches das Antriebsritzel, das Großrad, das Abtriebsritzel und die Turbomaschinenritzel aufnimmt. Insbesondere, wenn die Drehachsen, wie vorstehend ausgeführt, in einer oder zwei zueinander parallelen, vorzugsweise horizontalen Ebenen liegen, ist es bevorzugt, dass dieses Gehäuse in dieser Ebene bzw. diesen Ebenen geteilt ist. Dies vereinfacht die Montage und Wartung.Prefers For example, a geared turbomachine has a multi-part housing on which the drive pinion, the large gear, the output pinion and pick up the turbomachinery pinion. In particular, if the axes of rotation, as stated above, in one or two to each other lying parallel, preferably horizontal planes, it is preferable that this housing shared in this plane or these planes is. This simplifies installation and maintenance.

Vorzugsweise sind das Abtriebsritzel und das Großrad in derselben Transversalebene des Antriebsritzels angeordnet. Hierdurch baut der Getriebeturbomaschine vorteilhaft axial besonders kurz. Gleichermaßen können Großrad und Abtriebsritzel auch in axial versetzten Ebenen angeordnet sein, wobei das Großrad oder das Antriebsritzel dann vorteilhafterweise zweistufig ausgebildet ist und zwei verschiedene Teilkreisdurchmesser zum Eingriff mit Antriebs- und Turbomaschinenritzeln (bei zweistufigem Großrad) bzw. zum Eingriff mit Großrad und Abtriebsritzel (bei zweistufigem Antriebsritzel) aufweist. Eine solche Anordnung kann insbesondere in der Ebene der Drehachsen von Antriebsritzel und Großrad schmaler bauen.Preferably are the output pinion and the large wheel in the same transverse plane arranged the drive pinion. As a result, builds the geared turbomachine advantageous axially especially short. Similarly, big wheel can and output pinion can also be arranged in axially offset planes, wherein the large gear or the drive pinion then advantageously is formed in two stages and two different pitch circle diameter for engagement with drive and turbomachine pinions (in two-stage Large wheel) or for engagement with large gear and output pinion (with two-stage drive pinion). Such an arrangement especially in the plane of the axes of rotation of drive pinion and make Großrad narrower.

Bevorzugt sind nicht alle, sondern nur einige von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln und dem Abtriebsritzel axial in einem Gehäuse der Getriebeturbomaschine gelagert, das hierzu beispielsweise zwei bis sechs Axiallager aufweist. Die übrigen von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln und dem Abtriebsritzel können sich dann axial an diesen axial in dem Gehäuse der Getriebeturbomaschine gelagerten Elementen, insbesondere über Druckkämme, abstützen, wie sie aus der DE 42 41 141 A1 bekannt sind, deren Offenbarung diesbezüglich ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird. Hierdurch kann mit baulich geringerem Aufwand der Axialschub der Laufräder bzw. des Antriebsaggregates aufgenommen werden.Not all, but only some of the drive pinion, the large gear, the turbomachine pinions and the output pinion are preferably mounted axially in a housing of the geared turbomachine, which has, for example, two to six thrust bearings for this purpose. The rest of the drive pinion, the large gear, the turbomachinery pinion and the output pinion can then be axially supported on these axially mounted in the housing of the gear turbomachine elements, in particular via pressure combs, as shown in the DE 42 41 141 A1 are known, the disclosure of which is expressly incorporated in this specification in this regard. As a result, the axial thrust of the wheels or of the drive unit can be accommodated with structurally lower expenditure.

Besonders vorteilhaft kann in einem erfindungsgemäßen Maschinenstrang der weitere Kompressor auf der dem Antriebsaggregat gegenüberliegenden Seite der Getriebeturbomaschine angeordnet werden. Insbesondere auf diese Weise wird es möglich, das Antriebsaggregat, das somit auf der der Getriebeturbomaschine gegenüberliegenden Seite frei ist, als Dampfturbine mit axialer Abströmung auszubilden. Hierdurch wird im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinensträngen mit Dampfturbinen mit radialer Abströmung nicht nur der Wirkungsgrad verbessert. Es kann auch ein der Dampfturbine nachgeschalteter Kondensator im Wesentlichen auf derselben horizontalen Ebene angeordnet werden, was die Bauhöhe eines solchen Maschinenstranges deutlich reduziert. Daher ist nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung bei einem Maschinenstrang mit einer Getriebeturbomaschine und einem weiteren Kompressor, insbesondere einem Hauptkompressor, eine Dampfturbine mit axialer Abströmung als Antriebsaggregat vorgesehen. Der vorstehend erläuterte erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1, 10 und 12 bzw. 18 lösen jeweils die eingangs genannte Aufgabe, einen Maschinenstrang zu verbessern. Besonders vorteilhaft sind beide Aspekte miteinander kombiniert, dies ist jedoch nicht zwingend.Especially can advantageously in a machine string according to the invention the other compressor on the opposite of the drive unit Side of the transmission turbomachine are arranged. Especially in this way it becomes possible the drive unit, thus on the opposite of the gear turbomachine Page is free, as a steam turbine with axial outflow train. This is in contrast to conventional Machine trains with steam turbines with radial outflow not only improves the efficiency. It can also be a steam turbine Downstream capacitor substantially on the same horizontal Level to be arranged, what the overall height of such a Machine lines significantly reduced. Therefore, after a second Aspect of the present invention in a machine train with a gear turbomachine and another compressor, in particular a main compressor, a steam turbine with axial outflow provided as a drive unit. The above explained First and second aspects of the present invention according to claim 1, 10 and 12 and 18 each solve the task mentioned above, to improve a machine train. Particularly advantageous are both Aspects combined, but this is not mandatory.

Im Folgenden werden daher beide Aspekte gemeinsam anhand von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erläutert, welche von beiden Aspekten Gebrauch macht, wobei ausdrücklich betont wird, dass die vorliegenden Erfindung notwendig nur wenigstens die Merkmale des ersten oder zweiten Aspekts aufweist. Weitere Merkmale und Vorteile beider Aspekte ergeben sich dementsprechend aus den Unteransprüchen und diesen Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:In the following, therefore, both aspects will be explained together on the basis of exemplary embodiments of the present invention, which of both Aspects makes use, it being emphasized that the present invention necessarily only has at least the features of the first or second aspect. Further features and advantages of both aspects result accordingly from the dependent claims and these embodiments. This shows, partially schematized:

1: einen Maschinenstrang mit einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht von oben; 1 FIG. 2 shows a machine train with a geared turbomachine with an integrated transmission according to a first embodiment of the present invention in a plan view from above; FIG.

2: einen Maschinenstrang mit einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht von oben; 2 FIG. 2 shows a machine train with a geared turbomachine with an integrated transmission according to a second embodiment of the present invention in a plan view from above; FIG.

3A: eine Getriebeanordnung der Getriebeturbomaschine nach 1 in axialer Ansicht; 3A : a transmission arrangement of the transmission turbomachine after 1 in axial view;

3B: die Getriebeanordnung nach 3A in der Draufsicht von oben; 3B : the gearbox assembly after 3A in the top view from above;

4A: eine Getriebeanordnung der Getriebeturbomaschine nach 2 in axialer Ansicht; 4A : a transmission arrangement of the transmission turbomachine after 2 in axial view;

4B: die Getriebeanordnung nach 4A in der Draufsicht von oben; 4B : the gearbox assembly after 4A in the top view from above;

5: eine Getriebeanordnung einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht von oben; 5 FIG. 2 is a top plan view of a transmission assembly of a geared turbomachine according to a third embodiment of the present invention; FIG.

6: eine Getriebeanordnung einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht von oben; und 6 FIG. 2 is a top plan view of a transmission assembly of a geared turbomachine according to a fourth embodiment of the present invention; FIG. and

7: eine Getriebeanordnung einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht von oben. 7 FIG. 2: a gear arrangement of a geared turbomachine with an integrated gearbox according to a fifth embodiment of the present invention in a plan view from above. FIG.

1, 3 zeigen die wesentlichen Elemente eines Maschinenstranges nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei dem der erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwirklicht sind. 1 . 3 show the essential elements of a machine string according to a first embodiment of the present invention, in which the first and second aspects of the present invention are implemented together.

Zunächst Bezug nehmend auf 1 ist mit 4 ein als axial ansaugender Einwellenkompressor ausgebildeter Hauptkompressor bezeichnet, der in der durch einen Pfeil angedeuteten Weise Luft ansaugt und auf beispielsweise 7 bar verdichtet.Referring first to 1 is with 4 a designated as axially sucking single-shaft compressor main compressor referred to, which sucks air in the manner indicated by an arrow and compressed to, for example, 7 bar.

Ein Teilmassenstrom dieser komprimierten Luft wird dann in nicht näher dargestellter Weise einem ersten Turbomaschinenrotor 3.10 eines Boosterkompressors zugeführt, welcher als nachfolgend näher erläuterte Getriebeturbomaschine 2 ausgebildet ist.A partial mass flow of this compressed air is then in a manner not shown a first turbomachine rotor 3.10 fed to a booster compressor, which as explained in more detail below transmission turbo machine 2 is trained.

Die erste Turbomaschinenrotor 3.10 umfasst dabei zwei durch Dreiecke angedeutete Kompressorlaufräder 3.12, 3.13 (3B), die auf einer gemeinsamen Turbomaschinenwelle sitzen und in nicht dargestellten Spiralgehäusen umlaufen, um die vom Hauptkompressor zugeführte Luft weiter zu verdichten und bildet so zwei Kompressorstufen des Boosterkompressors 2. Aus diesen wird die Luft dann in nicht näher dargestellter Weise einem zweiten Turbomaschinenrotor 3.20 des Boosterkompressors 2 zugeführt, dessen ebenfalls als Dreiecke angedeutete zwei Kompressorlaufräder 3.22, 3.23 (3B) einen kleineren Durchmesser aufweisen und schneller drehen als die Laufräder des ersten Turbomaschinenrotors 3.10, um die Luft weiter zu verdichten und so zwei weitere Kompressorstufen des Boosterkompressors 2 bilden. Die darin weiter verdichtete Luft wird dann in wiederum nicht näher dargestellter Weise einem dritten Turbomaschinenrotor 3.30 des Boosterkompressors 2 zugeführt, deren zwei Kompressorlaufräder 3.32, 3.33 (3B) einen abermals kleineren Durchmesser aufweisen und schneller drehen als die Laufräder des zweiten Turbomaschinenrotors 3.20, um die Luft schließlich auf einen gewünschten Enddruck von 75 bar zu verdichten und so zwei weitere Kompressorstufen des damit insgesamt sechsstufigen Boosterkompressors 2 bilden. Im Übrigen sind drei Turbomaschinenrotoren 3.10, 3.20 und 3.30 des Boosterkompressors 2 jedoch baulich analog ausgebildet.The first turbomachine rotor 3.10 includes two indicated by triangles compressor wheels 3.12 . 3.13 ( 3B ) sitting on a common turbomachine shaft and circulating in unillustrated volute casings to further compress the air supplied by the main compressor to form two compressor stages of the booster compressor 2 , From these, the air is then in a manner not shown a second turbomachine rotor 3.20 the booster compressor 2 supplied, which also indicated as triangles two compressor wheels 3.22 . 3.23 ( 3B ) have a smaller diameter and rotate faster than the wheels of the first turbomachine rotor 3.10 to further compress the air and so two more compressor stages of the booster compressor 2 form. The further compressed air is then in a manner not shown in detail a third turbomachine rotor 3.30 the booster compressor 2 supplied, the two compressor wheels 3:32 . 3:33 ( 3B ) again have a smaller diameter and turn faster than the wheels of the second turbomachine rotor 3.20 Finally, to compress the air to a desired final pressure of 75 bar and so two more compressor stages of the total six-stage booster compressor 2 form. Incidentally, there are three turbomachinery rotors 3.10 . 3.20 and 3.30 the booster compressor 2 However structurally analog.

Wie in 3A, 3B in axialer bzw. Draufsicht von oben näher dargestellt, ist mit den Turbomaschinenwellen der drei Turbomaschinenrotoren 3.10, 3.20 und 3.30, auf denen die Laufräder 3.12 und 3.13, 3.22 und 3.23 bzw. 3.32 und 3.33 sitzen, je ein Turbomaschinenritzel 3.11, 3.21 bzw. 3.31 drehfest verbunden, beispielsweise auf die Turbomaschinenwelle aufgeschnitten oder als separates Ritzel über eine Welle-Nabe-Verbindung an ihr befestigt. Alle drei Turbomaschinenritzel 3.11, 3.21 und 3.31 kämmen mit einem gemeinsamen Großrad 2.2 des somit als Mehrwellenkompressor ausgebildeten Boosterkompressors 2. Um dabei die unterschiedlichen Drehzahlen der drei Turbomaschinenrotoren zu realisieren, weist das Turbomaschinenritzel 3.11 des ersten, am langsamsten drehenden Turbomaschinenrotors 3.10 den größten Durchmesser auf, das Turbomaschinenritzel 3.31 des dritten, am schnellsten drehenden Turbomaschinenrotors 3.30 den kleinsten Durchmesser. Selbstverständlich sind in Abwandlung des Ausführungsbeispiels auch mehr, beispielsweise vier oder fünf Turbomaschinenrotoren mit je einem, zwei oder mehr Laufrädern möglich.As in 3A . 3B is shown in more detail in axial and plan view from above, is with the turbomachine shafts of the three turbomachinery rotors 3.10 . 3.20 and 3.30 on which the wheels 3.12 and 3.13 . 3.22 and 3.23 respectively. 3:32 and 3:33 sit, ever a turbomachinery pinion 3.11 . 3.21 respectively. 3.31 rotatably connected, for example, cut on the turbomachine shaft or attached as a separate pinion via a shaft-hub connection to her. All three turbomachinery pinions 3.11 . 3.21 and 3.31 comb with a common Großrad 2.2 thus formed as a multi-shaft compressor booster compressor 2 , In order to realize the different speeds of the three turbomachinery rotors, has the turbomachinery pinion 3.11 the first, slowest spinning turbomachinery rotor 3.10 the largest diameter, the turbomachine pinion 3.31 the third, fastest rotating turbomachinery rotor 3.30 the smallest diameter. Of course, in a modification of the embodiment, more, for example, four or five turbomachinery rotors with one, two or more wheels possible.

Das Großrad 2.2 wird seinerseits von einem Antriebsritzel 2.1 kleineren Durchmessers angetrieben, das in nicht näher dargestellter Weise drehfest mit einer Antriebswelle einer Dampfturbine 1 (1) oder einem anderen Antriebsaggregat, beispielsweise einer Gasturbine oder einem Expander, verbunden ist, so dass die Turbinendrehzahl auf die Turbomaschinenwellen der drei Turbomaschinenrotoren mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ins Schnelle übersetzt wird.The big wheel 2.2 is in turn of one pinion 2.1 Driven smaller diameter, which in a manner not shown rotatably with a drive shaft of a steam turbine 1 ( 1 ) or another drive unit, for example a gas turbine or an expander, so that the turbine speed is quickly translated to the turbomachine shafts of the three turbomachinery rotors with different gear ratios.

Nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in derselben horizontalen Ebene, in der auch die Drehachsen des Antriebsritzels 2.1, des Großrades 2.2 und des Turbomaschinenritzels 3.11 angeordnet sind, auch die Drehachse eines Abtriebsritzels 2.3 angeordnet, welches mit den Antriebsritzel 2.1 auf der dem Großrad 2.2 gegenüberliegenden Seite in Eingriff steht. Antriebsritzel 2.1, Großrad 2.2 und Abtriebsritzel 2.3 sind dabei in derselben Transversalebene (Zeichenebene der 3A) angeordnet, so dass dieselbe Verzahnung des Antriebsritzels 2.1 sowohl mit dem Großrad 2.2 als auch dem Abtriebsritzel 2.3 kämmt. Wie in 3B schematisch angedeutet, ist aufgrund der unterschiedlichen Drehmomentflüsse die Verzahnungsbreite der Turbomaschinenritzel 3.11, 3.21, 3.31 geringer als diejenige des An- und Abtriebsritzels 2.1, 2.3.According to the first aspect of the present invention is in the same horizontal plane in which also the axes of rotation of the drive pinion 2.1 , the big wheel 2.2 and the turbomachine pinion 3.11 are arranged, and the axis of rotation of a driven pinion 2.3 arranged, which with the drive pinion 2.1 on the big wheel 2.2 opposite side is engaged. pinion 2.1 , Big wheel 2.2 and output pinion 2.3 are in the same transverse plane (plane of the 3A ), so that the same toothing of the drive pinion 2.1 both with the big wheel 2.2 as well as the output pinion 2.3 combs. As in 3B indicated schematically, is the tooth width of the turbomachine pinion due to the different torque fluxes 3.11 . 3.21 . 3.31 less than that of the input and output pinion 2.1 . 2.3 ,

Der Durchmesser des Abtriebsritzels 2.3 ist größer als der Durchmesser des Antriebsritzels 2.1, so dass die Drehzahl der Dampfturbine 1, die das auf ihrer Antriebswelle sitzende Antriebsritzel 2.1 antreibt, auf die Abtriebswelle mit dem Ab triebsritzel 2.3 ins Langsame untersetzt wird. Die Abtriebswelle mit dem Abtriebsritzel 2.3 ist durch eine in 1 angedeutete Kupplung mit einer Kompressorantriebswelle 4.1 des als Einwellenkompressor ausgebildeten Hauptkompressors 4 (1) verbunden, so dass die Turbine diesen mit einer Untersetzung ins Langsame antreibt. An- und Abtriebsritzel 2.1, 2.3 bilden somit ein drehzahluntersetzendes Lastgetriebe, über das der Großteil der Turbinenleistung auf den Hauptkompressor 4 übertragen wird.The diameter of the output pinion 2.3 is greater than the diameter of the drive pinion 2.1 , so that the speed of the steam turbine 1 that the drive pinion sitting on its drive shaft 2.1 drives, on the output shaft with the drive pinion from 2.3 slow down. The output shaft with the output pinion 2.3 is through an in 1 indicated clutch with a compressor drive shaft 4.1 designed as a single-shaft compressor main compressor 4 ( 1 ), so that the turbine drives it with a reduction in the slow. Drive and output pinion 2.1 . 2.3 thus form a speed-reducing load transmission, via which the majority of the turbine power to the main compressor 4 is transmitted.

Aufgrund der Unter- bzw. Übersetzung der Turbinen- bzw. Antriebsritzeldrehzahl auf die langsamere Abtriebsritzeldrehzahl bzw. schnellere Turbomaschinenritzeldrehzahlen können Dampfturbine 1, Boosterkompressor 2 und Hauptkompressor 4 gleichzeitig in optimalen Drehzahlbereichen betrieben werden. Insbesondere kann die Drehzahl der Dampfturbine 1 bei geringerer Hauptkompressor-Drehzahl höher sein, was den Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 verbessert und die Verwendung kleinerer, schneller drehender Dampfturbinen erlaubt. Aufgrund der Ausbildung als integrales Getriebe ist hierzu vorteilhaft kein separates Lastgetriebe erforderlich, Maschinenstrang und Fundament können baulich kompakter gehalten werden.Due to the under or translation of the turbine or drive pinion speed to the slower output pinion speed or faster Turbomaschinenritzeldrehzahlen steam turbine 1 , Booster compressor 2 and main compressor 4 be operated simultaneously in optimal speed ranges. In particular, the speed of the steam turbine 1 be higher at lower main compressor speed, which reduces the efficiency of the steam turbine 1 improved and the use of smaller, faster rotating steam turbines allowed. Due to the design as an integral gear this advantageous no separate load gear is required, machine train and foundation can be structurally compact.

An- und Abtriebsritzel 2.1, 2.3, das Großrad 2.2 sowie die mit diesem in Eingriff stehenden Turbomaschinenritzel 3.11, 3.21 und 3.31 sind in einem gemeinsamen Gehäuse (nicht dargestellt) aufgenommen. Dieses dreiteilige Gehäuse ist in der in 3A strichpunktiert angedeuteten Ebene, in der die Drehachsen von An- und Abtriebsritzel 2.1, 2.3, Großrad 2.2 und Turbomaschinenritzel 3.11 liegen, horizontal geteilt, so dass diese auf einfache Weise in einem ersten, unteren Gehäuseteil montiert werden können, auf welches ein zweites, mittleres Gehäuseteil aufgesetzt wird.Drive and output pinion 2.1 . 2.3 , the big wheel 2.2 and the turbomachine pinion meshing therewith 3.11 . 3.21 and 3.31 are accommodated in a common housing (not shown). This three-piece case is in the in 3A dash-dotted line indicated in the axes of rotation of input and output pinion 2.1 . 2.3 , Big wheel 2.2 and turbomachinery pinion 3.11 lie horizontally divided, so that they can be easily mounted in a first, lower housing part, on which a second, middle housing part is placed.

Die Drehachsen der Turbomaschinenritzel 3.21, 3.31 des zweiten und dritten Turbomaschinenrotors 3.20 bzw. 3.30 liegen in einer in 3A strichpunktiert angedeuteten weiteren horizontalen Ebene, die zu der Ebene parallel ist, in der die Drehachsen von An- und Abtriebsritzel 2.1, 2.3, Großrad 2.2 und Turbomaschinenritzel 3.11 liegen. Das Gehäuse ist auch in dieser Ebene horizontal geteilt, so dass nach Aufsetzen des mittleren Gehäuseteils die Turbomaschinenritzel 3.21, 3.31 auf einfache Weise in dem mittleren Gehäuseteil montiert werden können, auf welches ein drittes, oberes Gehäuseteil aufgesetzt wird. Durch die Anordnung beider Turbomaschinenritzel 3.21, 3.31 in der weiteren horizontalen Ebene vertikal oberhalb der Ebene von An-, Abtriebsritzel- und Großraddrehachse ist vorteilhaft kein Bauraum unterhalb des Großrades 2.2 zur Anordnung von Turbomaschinenrotoren erforderlich.The axes of rotation of the turbomachine pinions 3.21 . 3.31 of the second and third turbomachinery rotor 3.20 respectively. 3.30 lie in an in 3A dash-dotted lines indicated further horizontal plane which is parallel to the plane in which the axes of rotation of input and output pinion 2.1 . 2.3 , Big wheel 2.2 and turbomachinery pinion 3.11 lie. The housing is also horizontally divided in this plane, so that after placing the middle housing part, the turbomachinery pinion 3.21 . 3.31 can be easily mounted in the middle housing part, on which a third, upper housing part is placed. By the arrangement of both turbomachine pinions 3.21 . 3.31 in the further horizontal plane vertically above the plane of arrival, Abtriebsritzel- and Großraddrehachse is advantageously no space below the Großrades 2.2 required for the arrangement of turbomachinery rotors.

Der Hauptkompressor 4 weist ein von dem Boosterkompressor 2 getrenntes Gehäuse auf und ist mit diesem nur über die Kompressorantriebswelle 4.1 verbunden. Damit können die beiden Gehäuse von Haupt- und Boosterkompressor, die beispielsweise auf einem nicht dargestellten Beton- oder Metallfundament ruhen, schwingungstechnisch vorteilhaft weitgehend entkoppelt werden.The main compressor 4 indicates one of the booster compressor 2 separated housing on and is with this only on the compressor drive shaft 4.1 connected. Thus, the two housings of main and Boosterkompressor, which rest for example on a concrete or metal foundation, not shown, vibration advantageous advantageous largely decoupled.

Wie insbesondere in 1 erkennbar, treibt die Dampfturbine 1 den Boosterkompressor 2 und den auf der ihr gegenüberliegenden Seite angeordneten Hauptkompressor 4 mit nur einer Antriebswelle an. Im Gegensatz zu den bisherigen doppeltantreibenden Turbinen weist eine solche Dampfturbine mit nur einem Wellenende vorteilhaft andere Eigenfrequenzen bzw. kritische Drehzahlen auf – insbesondere kann der Bereich zwischen benachbarten Eigenfrequenzen bzw. kritischer Drehzahlen, von denen im Betrieb ein ausreichender Abstand gehalten werden soll, um Resonanzprobleme zu vermeiden, vorteilhaft vergrößert und so der zulässige Betriebsbereich erweitert werden.As in particular in 1 recognizable, drives the steam turbine 1 the booster compressor 2 and the main compressor located on the opposite side 4 with only one drive shaft. In contrast to the previous double-drive turbines, such a steam turbine with only one end of the shaft advantageously other natural frequencies or critical speeds - in particular, the range between adjacent natural frequencies or critical speeds, of which a sufficient distance is to be maintained during operation, to resonance problems avoid, advantageously increased and so the permissible operating range can be extended.

Die Anordnung von Boosterkompressor 2 und Hauptkompressor 4 auf derselben Seite der Dampfturbine 1 ermöglicht eine in 1 durch einen Pfeil angedeutete axiale Abströmung aus der Dampfturbine 1 auf die Hauptkompressor 4 und Boosterkompressor 2 gegenüberliegende Seite (nach links in 1) gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung. Hierdurch verbessert sich der Wirkungsgrad der Dampfturbine 1 vorteilhaft.The arrangement of booster compressor 2 and main compressor 4 on the same side of the steam turbine 1 allows an in 1 indicated by an arrow axial outflow from the steam turbine 1 on the main compressor 4 and booster compressor 2 opposite side (left in 1 ) according to the second aspect of the present invention. This improves the efficiency of the steam turbine 1 advantageous.

Der axiale Abdampf aus der Dampfturbine 1 strömt in einen dieser nachgeschalteten Kondensator (nicht dargestellt). Im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinensträngen, bei denen Boosterkompressor und Hauptkompressor beidseits der Dampfturbine angeordnet sind, was eine radiale Abströmung und somit eine Anordnung eines nachgeschalteten Kondensators in vertikaler Richtung über oder unter der Ebene der Dampfturbine und dementsprechend einen zweigeschossigen Fundamentaufbau mit entsprechender vertikaler Bauhöhe bedingt, kann der Kon densator eines Maschinenstrangs nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgrund der axialen Abströmung der Dampfturbine 1 im Wesentlichen auf derselben horizontalen Ebene wie diese angeordnet werden. Dies ermöglicht vorteilhaft einen eingeschossigen Aufbau des Maschinenstranges, was aufgrund des kompakteren Fundaments und der geringeren Bau- und damit Gebäudehöhe zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Hierzu trägt auch die Anordnung der Drehachsen von An-, Abtriebsritzel, Großrad und Turbomaschinenritzel in derselben bzw. einer hierzu parallelen weiteren, vertikal oberhalb angeordneten horizontalen Ebene vorteilhaft bei.The axial exhaust steam from the steam turbine 1 flows into one of these downstream capacitor (not shown). In contrast to conventional machine trains in which booster compressor and main compressor are arranged on both sides of the steam turbine, resulting in a radial outflow and thus an arrangement of a downstream condenser in the vertical direction above or below the plane of the steam turbine and accordingly a two-storey foundation structure with a corresponding vertical height due the Kon capacitor of a machine train according to the second aspect of the present invention due to the axial outflow of the steam turbine 1 be arranged substantially on the same horizontal plane as this. This advantageously allows a single-storey structure of the machine train, which leads to significant cost savings due to the more compact foundation and the lower construction and thus building height. To this end, the arrangement of the axes of rotation of input, output pinion, large gear and turbomachinery pinion in the same or parallel to this another, vertically disposed above horizontal plane advantageously contributes.

Die 2, 4 zeigen in 1, 3 entsprechender Darstellung die wesentlichen Elemente eines Maschinenstranges nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen mit der ersten Ausführung übereinstimmt und bei der ebenfalls der erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwirklicht sind. Mit der ersten Ausführung übereinstimmende Elemente sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet, so dass insoweit auf die vorstehenden Erläuterungen zu der im Wesentlichen baugleichen ersten Ausführung verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen erster und zweiter Ausführung eingegangen wird.The 2 . 4 show in 1 . 3 corresponding representation of the essential elements of a machine train according to a second embodiment of the present invention, which substantially coincides with the first embodiment and in which also the first and second aspects of the present invention are implemented together. Elements which correspond to the first embodiment are denoted by identical reference symbols, so that in this respect reference is made to the above explanations regarding the substantially identical first embodiment, and subsequently only the differences between the first and second embodiments are discussed.

Wie in 2 durch einen Pfeil angedeutet, saugt der Hauptkompressor 4 in der zweiten Ausführung radial an. Der Boosterkompressor 2 der zweiten Ausführung unterscheidet sich von dem Boosterkompressor 2 der ersten Ausführung in der Anordnung des zweiten und dritten Turbomaschinenrotors 3.20, 3.30. Während die Drehachsen ihrer Turbomaschinenritzel 3.21, 3.31, wie in 3A dargestellt, in einer gemeinsamen weiteren horizontalen Ebene liegen, die zur Ebene der Drehachsen von An-, Abtriebsritzel und Großrad parallel ist, stehen bei der zweiten Ausführung nach 4 nur die Turbomaschinenritzel 3.11, 3.21 des ersten und zweiten Turbomaschinenrotors 3.10, 3.20 mit dem Großrad 2.2 in Eingriff, wobei die Turbomaschinenritzel 3.11, 3.21 des ersten und zweiten Turbomaschinenrotors 3.10, 3.20 und das Antriebsritzel 2.1 in Umfangrichtung um vorzugsweise jeweils 90° versetzt in Eingriff mit dem Großrad 2.2 stehen, i. e. die Drehachse des zweiten Turbomaschinenritzels 3.21 horizontal zwischen den Drehachsen des Antriebsritzels 2.1 und des Turbomaschinenritzels 3.11 des ersten Turbomaschi nenrotors und vertikal oberhalb der gemeinsamen horizontalen Ebene von An-, Abtriebsritzel 2.1, 2.3, Großrad 2.2 und Turbomaschinenritzel 3.11 liegt. In dieser gemeinsamen horizontalen Ebene der Drehachsen von An-, Abtriebsritzel 2.1, 2.3, Großrad 2.2 und Turbomaschinenritzel 3.11 liegt die Drehachse des Turbomaschinenritzels 3.31 des dritten Turbomaschinenrotors 3.30, das auf der dem Antriebsritzel 2.1 gegenüberliegenden Seite des Abtriebsritzels 2.3 mit diesem in Eingriff steht, so dass es von dem Antriebsritzel 2.1 nicht über das Großrad 2.2, sondern über Abtriebsritzel 2.3 angetrieben wird.As in 2 indicated by an arrow, the main compressor sucks 4 in the second embodiment radially. The booster compressor 2 the second version is different from the booster compressor 2 the first embodiment in the arrangement of the second and third turbomachinery rotor 3.20 . 3.30 , While the axes of rotation of their turbomachinery pinions 3.21 . 3.31 , as in 3A shown lie in a common further horizontal plane, which is parallel to the plane of the axes of rotation of input, output pinion and large gear, are in the second embodiment 4 only the turbomachine pinions 3.11 . 3.21 the first and second turbomachinery rotor 3.10 . 3.20 with the big wheel 2.2 engaged, wherein the turbomachinery pinion 3.11 . 3.21 the first and second turbomachinery rotor 3.10 . 3.20 and the drive pinion 2.1 in the circumferential direction by preferably 90 ° offset in engagement with the large wheel 2.2 stand, ie the axis of rotation of the second turbomachine pinion 3.21 horizontally between the axes of rotation of the drive pinion 2.1 and the turbomachine pinion 3.11 the first Turbomaschi nenrotors and vertically above the common horizontal plane of arrival, output pinion 2.1 . 2.3 , Big wheel 2.2 and turbomachinery pinion 3.11 lies. In this common horizontal plane of the rotary axes of input, output pinion 2.1 . 2.3 , Big wheel 2.2 and turbomachinery pinion 3.11 is the axis of rotation of the turbomachine pinion 3.31 of the third turbomachinery rotor 3.30 that on the drive pinion 2.1 opposite side of the output pinion 2.3 engaged with this, leaving it from the drive pinion 2.1 not over the big wheel 2.2 but via output pinion 2.3 is driven.

Wie bei der ersten Ausführung kann durch die Zwischenschaltung von Großrad 2.2 bzw. Abtriebsritzel 2.3 die Drehrichtung der Antriebswelle in den Turbomaschinenwellen beibehalten, in der Abtriebswelle hingegen umgekehrt werden. Sofern es vorteilhaft ist, kann natürlich der Drehsinn durch Zwischenschaltung weiterer Getriebestufen zwischen An-, Abtriebsritzel, Großrad und/oder Turbomaschinenritzeln auch anders orientiert werden. Insbesondere ist es möglich, die Turbomaschinenritzel als Hohlräder eines Planetengetriebes auszubilden, welches die Turbomaschinenwelle antreibt, wie dies in der DE 42 41 141 A1 beschrieben ist, deren Offenbarung insoweit ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.As in the first embodiment can be achieved by the interposition of Großrad 2.2 or output pinion 2.3 maintain the direction of rotation of the drive shaft in the turbomachinery shafts, however, be reversed in the output shaft. Of course, if it is advantageous, the direction of rotation can also be oriented differently by the interposition of further gear stages between input, output pinion, large gear and / or turbomachinery pinions. In particular, it is possible to form the turbomachine pinions as ring gears of a planetary gear, which drives the turbomachine shaft, as shown in the DE 42 41 141 A1 is described, the disclosure of which is expressly included in the present description.

5 zeigt in 3B, 4B entsprechender Darstellung die wesentlichen Elemente einer Getriebeanordnung einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen mit der ersten und zweiten Ausführung übereinstimmt und bei der ebenfalls der erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwirklicht sind. Mit der ersten und zweiten Ausführung übereinstimmende Elemente sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet, so dass insoweit auf die vorstehenden Erläuterungen zu der im Wesentlichen baugleichen ersten und zweiten Ausführung verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen erster, zweiter und dritter Ausführung eingegangen wird. 5 shows in 3B . 4B corresponding representation of the essential elements of a transmission arrangement of a geared turbomachine with integrated transmission according to a third embodiment of the present invention, which substantially coincides with the first and second embodiments, and in which also the first and second aspects of the present invention are implemented together. Elements which correspond to the first and second embodiments are designated by identical reference symbols, so that reference is made in this respect to the above explanations regarding the essentially identically constructed first and second embodiments and only the differences between the first, second and third embodiments are discussed below.

Bei der dritten Ausführung ist der erste Turbomaschinenrotor 3.10 durch eine Elektromaschineneingangswelle 5.1 ersetzt, die über eine Kupplung mit einer Elektromaschine 5, beispielsweise einem Elektromotor oder Generator, verbunden ist. Die Elektromaschineneingangswelle 5.1 weist ein Elektromaschinenritzel 2.4 auf, welches anstelle des Turbomaschinenritzels 3.11 mit dem Großrad 2.2 in Eingriff steht. Durch entsprechende Wahl der Übersetzungsverhältnisse zwischen Elektromaschinenritzel 2.4 und Großrad 2.2 kann beispielsweise eine höhere Drehzahl des Antriebsritzels 2.1 auf eine niedrigere Drehzahl des Elektromaschinenritzels untersetzt werden, die – in Abhängigkeit von einer Netzfrequenz – beispielsweise 3000 oder 3600 U/min beträgt.In the third embodiment, the first turbomachine rotor is 3.10 through an electric machine input shaft 5.1 replaced with a clutch with an electric machine 5 , For example, an electric motor or generator is connected. The Electrical machine input shaft 5.1 has an electric machine pinion 2.4 on which instead of the turbomachine pinion 3.11 with the big wheel 2.2 engaged. By appropriate choice of gear ratios between electric machine pinion 2.4 and big wheel 2.2 For example, a higher speed of the drive pinion 2.1 be reduced to a lower speed of the electric machine pinion, which - depending on a mains frequency - for example, 3000 or 3600 rev / min.

Ist die Elektromaschine 5 als Generator oder Motor/Generator ausgebildet, kann so mechanische Leistung der Dampfturbine 1, die nicht zum Antrieb des Hauptkompressors 4 und der Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine 2 benötigt wird, in elektrische Energie umgewandelt und beispielsweise in ein Stromversorgungsnetz eingespeist werden.Is the electric machine 5 designed as a generator or motor / generator, so mechanical power of the steam turbine 1 not to drive the main compressor 4 and the compressor stages of the transmission turbomachinery 2 is required, converted into electrical energy and fed, for example, in a power grid.

Ist die Elektromaschine 5 als Motor oder Motor/Generator ausgebildet, kann umgekehrt zusätzliches Drehmoment zum Antrieb des Hauptkompressors 4 und der Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine 2 in die Getriebeturbomaschine 2 eingespeist werden.Is the electric machine 5 designed as a motor or motor / generator, conversely, additional torque to drive the main compressor 4 and the compressor stages of the transmission turbomachinery 2 into the gear turbo machine 2 be fed.

Hierzu ist als weiterer Unterschied zur vorstehend erläuterten ersten und zweiten Ausführung bei der dritten Ausführung nach 5 ein Laufrad des dritten Turbomaschinenrotors 3.30 als Expanderlaufrad 3.34 ausgebildet, das andere wie bei der ersten und zweiten Ausführung als Kompressorlaufrad 3.33, was in 5 durch gleichsinnige Dreiecke angedeutet ist. Die Getriebeturbomaschine 2 weist damit fünf Kompressorstufen und eine Expanderstufe auf und wirkt zugleich als Arbeits- und als Kraftmaschine (Kompander). Während in den Kompressorstufen ein Teilmassenstrom der im Hauptkompressor 4 verdichteten Luft weiter verdichtet wird, kann in der Expanderstufe des Expanderlaufrads 3.34 ein Medium, beispielsweise ein im Prozess anfallendes Restgas, entspannt und so zusätzliches Drehmoment zum Antrieb des Hauptkompressors 4 und der Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine 2 in die Getriebeturbomaschine 2 eingespeist werden.For this purpose, as a further difference to the above-explained first and second embodiments in the third embodiment according to 5 an impeller of the third turbomachinery rotor 3.30 as expander wheel 3:34 formed, the other as in the first and second embodiments as a compressor impeller 3:33 , what in 5 is indicated by the same direction triangles. The gear turbo machine 2 thus has five compressor stages and one expander stage and at the same time acts as a work machine and as an engine (compander). While in the compressor stages a partial mass flow of the main compressor 4 compressed air is further compressed in the expander stage of the Expanderlaufrads 3:34 a medium, for example a residual gas produced in the process, relaxes and thus additional torque for driving the main compressor 4 and the compressor stages of the transmission turbomachinery 2 into the gear turbo machine 2 be fed.

6 zeigt in 5 entsprechender Darstellung die wesentlichen Elemente einer Getriebeanordnung einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen mit der dritten Ausführung übereinstimmt und bei der ebenfalls der erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwirklicht sind. Mit der dritten Aus führung übereinstimmende Elemente sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet, so dass insoweit auf die vorstehenden Erläuterungen zu der im Wesentlichen baugleichen dritten Ausführung verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen dritter und vierter Ausführung eingegangen wird. 6 shows in 5 corresponding representation of the essential elements of a transmission arrangement of a geared turbomachine with integrated transmission according to a fourth embodiment of the present invention, which substantially coincides with the third embodiment and in which also the first and second aspects of the present invention are implemented together. Elements which correspond to the third embodiment are designated by identical reference numerals, so that in this respect reference is made to the above explanations regarding the substantially identical third embodiment and only the differences between the third and fourth embodiments are discussed below.

Während bei der dritten Ausführung die Turbomaschinenritzel 3.21, 3.31 des zweiten und dritten Turbomaschinenrotors 3.20, 3.30 beide mit dem Großrad 2.2 kämmen und ihre Drehachsen hierzu in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind, in der auch eine Teilungs- bzw. Trennfuge des Gehäuses der Getriebeturbomaschine 2 liegt, steht in der vierten Ausführung nur das Turbomaschinenritzel 3.21 des Turbomaschinenrotors 3.20 mit dem Großrad 2.2 in Eingriff, während das Turbomaschinenritzel 3.31 des Turbomaschinenrotors 3.30, der ein Kompressorlaufrad 3.33 und ein Expanderlaufrad 3.34 trägt, mit dem Abtriebsritzel 2.3 in Eingriff steht, wie dies auch bei der zweiten Ausführung (vgl. 4B) der Fall ist.While in the third embodiment, the turbomachinery pinions 3.21 . 3.31 of the second and third turbomachinery rotor 3.20 . 3.30 both with the big wheel 2.2 comb and their axes of rotation are arranged for this purpose in a common horizontal plane, in which also a dividing or parting line of the housing of the geared turbomachine 2 is located in the fourth embodiment, only the turbomachinery pinion 3.21 of the turbomachinery rotor 3.20 with the big wheel 2.2 engaged while the turbomachine pinion 3.31 of the turbomachinery rotor 3.30 , which is a compressor wheel 3:33 and an expander wheel 3:34 carries, with the output pinion 2.3 is engaged, as in the second embodiment (see. 4B ) the case is.

7 zeigt in 6 entsprechender Darstellung die wesentlichen Elemente einer Getriebeanordnung einer Getriebeturbomaschine mit integriertem Getriebe nach einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung, die im Wesentlichen mit der vierten Ausführung übereinstimmt und bei der ebenfalls der erste und zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung gemeinsam verwirklicht sind. Mit der vierten Ausführung übereinstimmende Elemente sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet, so dass insoweit auf die vorstehenden Erläuterungen zu der im Wesentlichen baugleichen vierten Ausführung verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen vierter und fünfter Ausführung eingegangen wird. 7 shows in 6 corresponding representation of the essential elements of a transmission arrangement of a geared turbomachine with integrated transmission according to a fifth embodiment of the present invention, which substantially coincides with the fourth embodiment and in which also the first and second aspects of the present invention are implemented together. Elements which correspond to the fourth embodiment are designated by identical reference symbols, so that in this respect reference is made to the above explanations regarding the substantially identical fourth embodiment, and subsequently only the differences between the fourth and fifth embodiments are discussed.

Zusätzlich zu dem Turbomaschinenrotor 3.20, dessen Turbomaschinenritzel 3.21 mit dem Großrad 2.2 in Eingriff steht, und dem Turbomaschinenrotor 3.30, dessen Turbomaschinenritzel 3.31 mit dem Abtriebsritzel 2.3 in Eingriff steht, ist bei der fünften Ausführung nach 7 ein weiterer Turbomaschinenrotor 3.10 mit zwei Kompressorlaufrädern 3.12, 3.13 vorgesehen, dessen Turbomaschinenritzel 3.11 auf der dem Großrad 2.2 gegenüberliegenden Seite mit dem Elektromaschinenritzel 2.4 in Eingriff steht.In addition to the turbomachine rotor 3.20 , its turbomachine pinion 3.21 with the big wheel 2.2 engaged, and the turbomachine rotor 3.30 , its turbomachine pinion 3.31 with the output pinion 2.3 is engaged, is in the fifth embodiment after 7 another turbomachine rotor 3.10 with two compressor wheels 3.12 . 3.13 provided, the turbomachine pinion 3.11 on the big wheel 2.2 opposite side with the electric machine pinion 2.4 engaged.

Als weiterer Unterschied zur vorstehend erläuterten vierten Ausführung sind bei der fünften Ausführung nach 7 beide Laufräder 3.34, 3.35 des dritten Turbo maschinenrotors 3.30 als Expanderlaufräder ausgebildet, was in 7 durch gegenüber den Kompressorlaufrädern 3.12, 3.13, 3.21 und 3.22 gegensinnige Dreiecke angedeutet ist. Die Getriebeturbomaschine 2 weist damit vier Kompressorstufen und zwei Expanderstufen auf und wirkt ebenfalls als Kompander. Während in den Kompressorstufen ein Teilmassenstrom der im Hauptkompressor 4 verdichteten Luft weiter verdichtet wird, kann in den Expanderstufen ein Medium, beispielsweise ein im Prozess anfallendes Restgas, entspannt und so zusätzliches Drehmoment zum Antrieb des Hauptkompressors 4 und der Kompressorstufen der Getriebeturbomaschine 2 in die Getriebeturbomaschine 2 eingespeist werden.As a further difference from the fourth embodiment explained above, in the fifth embodiment 7 both wheels 3:34 . 3:35 the third turbo engine rotor 3.30 designed as expander wheels, resulting in 7 through opposite to the compressor wheels 3.12 . 3.13 . 3.21 and 3.22 opposite triangles is indicated. The gear turbo machine 2 thus has four compressor stages and two expander stages and also acts as a compander. While in the compressor stages a partial mass flow of the main compressor 4 compressed air is further compressed, in the Expanderstufen a medium, for example, a resulting in the process residual gas, relaxes and so additional Torque for driving the main compressor 4 and the compressor stages of the transmission turbomachinery 2 into the gear turbo machine 2 be fed.

Wie bei der zweiten Ausführung nach 2, 4 liegen die Drehachsen der Turbomaschinenritzel 3.11, 3.31, des Elektromaschinenritzels 2.4, des Großrades 2.2, des Antriebsritzels 2.1 und des Abtriebsritzels 2.3 bevorzugt alle in derselben horizontalen Teilungsebene des Gehäuses der Getriebeturbomaschine 2.As in the second embodiment 2 . 4 are the axes of rotation of the turbomachinery pinion 3.11 . 3.31 , the electric machine pinion 2.4 , the big wheel 2.2 , the drive pinion 2.1 and the output pinion 2.3 preferably all in the same horizontal division plane of the housing of the geared turbomachine 2 ,

Wie auch bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen können einige oder alle Kompressorlaufräder der Getriebeturbomaschine 2 Medium, vorzugsweise einen Teilmassenstrom hiervon, verdichten, das den Hauptkompressor durchströmt hat, oder ein anderes Medium, beispielsweise ein weiteres Prozessgas. Die Getriebeturbomaschine 2 kann mit ihren verschiedenen Kompressorlaufrädern auch unterschiedlichen Medien verdichten.As with the embodiments described above, some or all of the compressor wheels of the geared turbomachine 2 Medium, preferably a partial mass flow thereof, compressing, which has passed through the main compressor, or another medium, for example a further process gas. The gear turbo machine 2 can also compress different media with its various compressor impellers.

Wie bei den vorigen Ausführungen können Dampfturbine, Hauptkompressor und die Turbomaschinenrotoren der Getriebeturbomaschine jeweils in optimalen Drehzahlbereichen betrieben werden, die durch entsprechende Wahl der Übersetzungen im Getriebe der Getriebeturbomaschine 2 und dem Lastgetriebe 2.1, 2.3 aufeinander abgestimmt werden können. Insbesondere kann die Dampfturbine aufgrund der Kopplung mit dem langsamer drehenden Hauptkompressor 4 über das drehzahluntersetzende Lastgetriebe schneller drehen, so dass sich ihr Wirkungsgrad verbessert und kleinere Dampfturbinenbaugrößen verwendet werden können.As in the previous embodiments, the steam turbine, main compressor and turbomachinery rotors of the geared turbomachinery can each be operated at optimum speed ranges, by appropriate choice of ratios in the gearbox of the geared turbomachinery 2 and the load gear 2.1 . 2.3 can be coordinated with each other. In particular, the steam turbine may be due to the coupling with the slower rotating main compressor 4 rotate faster via the speed-reducing load gearbox so that its efficiency can be improved and smaller steam turbine sizes can be used.

Durch die Integration des Lastgetriebes in den Getriebeturbomaschine 2 ist vorteilhaft kein separates Lastgetriebe erforderlich, was zu einem kompakteren Maschinenstrang und geringerem Herstellungs- und Montageaufwand führt. Aufgrund des hiervon getrennten Hauptkompressorgehäuses ist eine teilweise schwin gungstechnische Entkopplung von Hauptkompressor und Getriebeturbomaschine möglich.By integrating the load gearbox into the geared turbomachinery 2 Advantageously, no separate load transmission is required, resulting in a more compact machine strand and lower manufacturing and assembly costs. Due to the separate main compressor housing is a partial vibra tion engineering decoupling of the main compressor and gear turbomachine is possible.

Aufgrund der axialen Abströmung der Dampfturbine, die nur zu einer, der Abströmung abgewandten Seite hin abtreibt, ist es möglich, einen nachgeschalteten Kondensator im Wesentlichen auf derselben horizontalen Ebene wie die Dampfturbine 1 anzuordnen, was im Gegensatz zu herkömmlichen zweigeschossigen Maschinensträngen, bei denen der Kondensator vertikal unterhalb der radial abströmenden Dampfturbine angeordnet ist, vorteilhaft einen eingeschossige Maschinenstrangaufbau und somit kompaktere Fundamente und Gebäude zur Aufnahme eines solchen Stranges ermöglicht.Due to the axial outflow of the steam turbine, which drifts only to one side facing away from the outflow, it is possible to have a downstream condenser essentially on the same horizontal plane as the steam turbine 1 to arrange, which in contrast to conventional two-storey machine trains, in which the condenser is arranged vertically below the radially outflowing steam turbine, advantageously allows a single-storey machine train structure and thus more compact foundations and buildings for receiving such a strand.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Maschinenstranges mit einer Dampfturbine als Antriebsaggregat erläutert. Gleichermaßen können jedoch auch andere Strömungsmaschinen, insbesondere eine Gasturbine oder ein Expander wie eine Entspannungs- oder Restgasturbine eingesetzt werden.above the invention was based on a machine train with a steam turbine explained as a drive unit. equally However, other turbomachines, especially a gas turbine or an expander such as a relaxation or residual gas turbine can be used.

11
Dampfturbinesteam turbine
22
Boosterkompressorbooster compressor
2.12.1
Antriebsritzelpinion
2.22.2
GroßradGroßrad
2.32.3
Abtriebsritzeloutput pinion
2.42.4
ElektromaschinenritzelElectric machine pinions
3.10, 3.20, 3.303:10, 3.20, 3.30
TurbomaschinenrotorTurbomachinery rotor
3.11, 3.21, 3.313.11 3.21, 3.31
TurbomaschinenritzelTurbine machine pinions
3.12, 3.13, 3,22, 3,23, 3.32, 3.333:12, 3.13, 3.22, 3.23, 3.32, 3.33
Kompressorlaufradcompressor impeller
3.34, 3.353:34, 3:35
Expanderlaufradexpander impeller
44
Einwellenkompressor (Hauptkompressor)Single-shaft compressor (main compressor)
4.14.1
KompressorantriebswelleCompressor drive shaft
55
Elektromaschineelectric machine
5.15.1
ElektromaschinenwelleElectric machine shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1691081 A2 [0005] - EP 1691081 A2 [0005]
  • - DE 4241141 A1 [0005, 0027, 0032, 0061] - DE 4241141 A1 [0005, 0027, 0032, 0061]
  • - DE 2413674 C2 [0005] - DE 2413674 C2 [0005]
  • - DE 7122098 [0006] - DE 7122098 [0006]

Claims (25)

Integriertes Getriebe für eine Getriebeturbomaschine (2) eines Maschinenstranges, mit einem Antriebsritzel (2.1), welches drehfest mit einer Antriebswelle verbunden ist; einem mit dem Antriebsritzel in Eingriff stehenden Großrad (2.2); und wenigstens einem Turbomaschinenrotor (3.10, 3.20, 3.30) mit einer Turbomaschinenwelle zur Drehmomentübertragung mit wenigstens einem Laufrad (3.12, 3.13, 3.22, 3.23, 3.32, 3.33, 3.34) der Getriebeturbomaschine, und einem mit der Turbomaschinenwelle drehfest verbundenen Turbomaschinenritzel (3.11, 3.21, 3.31), welches mit dem Großrad in Eingriff steht; dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsritzel (2.3) eines drehzahluntersetzenden Lastgetriebes mit dem Antriebsritzel (2.1) in Eingriff steht, das drehfest mit einer Abtriebswelle zum Antreiben einer mit der Abtriebswelle kuppelbaren Kompressorantriebswelle (4.1) eines weiteren, von der Getriebeturbomaschine getrennten Kompressors (4), insbesondere eines Hauptkompressors des Maschinenstranges, verbunden ist.Integrated transmission for a geared turbomachine ( 2 ) of a machine train, with a drive pinion ( 2.1 ), which is rotatably connected to a drive shaft; a large wheel engaging the drive pinion ( 2.2 ); and at least one turbomachinery rotor ( 3.10 . 3.20 . 3.30 ) with a turbomachine shaft for torque transmission with at least one impeller ( 3.12 . 3.13 . 3.22 . 3.23 . 3:32 . 3:33 . 3:34 ) of the geared turbomachine, and a turbo machine gear rotatably connected to the turbomachine shaft ( 3.11 . 3.21 . 3.31 ), which engages with the large wheel; characterized in that an output pinion ( 2.3 ) of a speed-reducing load gear with the drive pinion ( 2.1 ) is non-rotatably connected to an output shaft for driving a can be coupled to the output shaft compressor drive shaft ( 4.1 ) of another compressor separate from the gear turbo machine ( 4 ), in particular a main compressor of the machine train, is connected. Integriertes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens zwei, insbesondere drei oder vier Turbomaschinenrotoren (3.10, 3.20, 3.30) mit je einer Turbomaschinenwelle und einem mit dieser Turbomaschinenwelle drehfest verbundenen Turbomaschinenritzel (3.11, 3.21, 3.31) aufweist, wobei ein Turbomaschinenritzel (3.11, 3.21, 3.31) wenigstens eines Turbomaschinenrotors (3.10, 3.20, 3.30) mit dem Großrad (2.2) in Eingriff steht und/oder ein Turbomaschinenritzel (3.31) eines Turbomaschinenrotors (3.30) mit dem Abtriebsritzel (2.3) in Eingriff steht.Integrated transmission according to claim 1, characterized in that it comprises at least two, in particular three or four turbomachinery rotors ( 3.10 . 3.20 . 3.30 ) each having a turbomachine shaft and a turbo machine pinion rotatably connected to said turbomachine shaft ( 3.11 . 3.21 . 3.31 ), wherein a turbomachine pinion ( 3.11 . 3.21 . 3.31 ) at least one turbomachinery rotor ( 3.10 . 3.20 . 3.30 ) with the large wheel ( 2.2 ) and / or a turbomachine pinion ( 3.31 ) of a turbomachinery rotor ( 3.30 ) with the output pinion ( 2.3 ) is engaged. Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse des Antriebsritzels (2.1), des Großrades (2.2), wenigstens eines Turbomaschinenritzels (3.11; 3.21, 3.31) und des Abtriebsritzels (2.3) im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.Integrated transmission according to one of the preceding claims, characterized in that an axis of rotation of the drive pinion ( 2.1 ), the large wheel ( 2.2 ), at least one turbomachine pinion ( 3.11 ; 3.21 . 3.31 ) and the output pinion ( 2.3 ) are arranged substantially in a common plane. Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Großrad (2.2) und das Abtriebsritzel (2.3) in einer gemeinsamen Transversalebene des Antriebsritzels (2.1) angeordnet sind.Integrated transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the large wheel ( 2.2 ) and the output pinion ( 2.3 ) in a common transverse plane of the drive pinion ( 2.1 ) are arranged. Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mehrteiliges Gehäuse aufweist, welches das Antriebsritzel (2.1), das Großrad (2.2), das Abtriebsritzel (2.3) und das wenigstens eine Turbomaschinenritzel (3.11, 3.21, 3.31) aufnimmt, wobei das Gehäuse in einer Ebene, in der eine Drehachse des Antriebsritzels, des Großrades, eines Turbomaschinenritzels und/oder des Abtriebsritzels angeordnet sind, geteilt ist.Integrated transmission according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a multi-part housing, which the drive pinion ( 2.1 ), the large wheel ( 2.2 ), the output pinion ( 2.3 ) and the at least one turbomachine pinion ( 3.11 . 3.21 . 3.31 ), wherein the housing in a plane in which a rotational axis of the drive pinion, the large gear, a turbomachine pinion and / or the output pinion are arranged, is divided. Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln und dem Abtriebsritzel axial in einem Gehäuse der Getriebeturbomaschine gelagert ist und wenigstens ein anderes von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln und dem Abtriebsritzel sich axial an dem einen, axial in dem Gehäuse der Getriebeturbomaschine gelagerten von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln und dem Abtriebsritzel, insbesondere über einen Druckkamm, abstützt.Integrated transmission according to one of the preceding Claims, characterized in that at least one from the drive pinion, the large gear, the turbomachinery pinions and the output pinion axially in a housing of the geared turbomachinery is stored and at least one other of the drive pinion, the large wheel, the turbomachine pinions and the output pinion axially on the one, axially in the housing of the gear turbomachine stored on the pinion gear, the big wheel, the turbomachinery pinions and the output pinion, in particular via a pressure comb, supported. Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das drehzahluntersetzenden Lastgetriebe eine Drehzahl des Antriebsritzels (2.1) mit einem Übersetzungsverhältnis (i2.1/2.3) auf eine Drehzahl des Abtriebsritzels (2.3) reduziert, welches im Bereich von 1,25 bis 1,45, vorzugsweise im Bereich von 1,3 bis 1,4 und insbesondere im Bereich zwischen 1,32 bis 1,38 liegt, wobei das Übersetzungsverhältnis (i2.1/2.3) als Quotient von Antriebsritzeldrehzahl dividiert durch Abtriebsritzeldrehzahl definiert ist.Integrated transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the speed-reducing load gear is a rotational speed of the drive pinion ( 2.1 ) with a transmission ratio (i 2.1 / 2.3 ) to a speed of the output pinion ( 2.3 ), which is in the range of 1.25 to 1.45, preferably in the range of 1.3 to 1.4 and in particular in the range of 1.32 to 1.38, wherein the gear ratio (i 2.1 / 2.3 ) as Quotient of drive pinion speed divided by output pinion speed is defined. Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Turbomaschinenritzel (3.11, 3.21, 3.31) mit dem Antriebsritzel (2.1) ein Übersetzungsverhältnis (i2.1/3.n1) aufweist, welches im Bereich von 0,28 bis 0,54, vorzugsweise im Bereich von 0,30 bis 0,52 und insbesondere im Bereich zwischen 0,32 bis 0,50 liegt, wobei das Übersetzungsver hältnis (i2.1/3.n1) als Quotient von Antriebsritzeldrehzahl dividiert durch Turbomaschinenritzeldrehzahl definiert ist.Integrated transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a turbomachine pinion ( 3.11 . 3.21 . 3.31 ) with the drive pinion ( 2.1 ) has a transmission ratio (i 2.1 / 3.n1 ) which is in the range of 0.28 to 0.54, preferably in the range of 0.30 to 0.52 and in particular in the range between 0.32 to 0.50, wherein the gear ratio (i 2.1 / 3.n1 ) is defined as the quotient of input pinion speed divided by turbomachinery pinion speed . Integriertes Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzahnungsbreite des Antriebsritzels (2.1) wenigstens das 1,1-fache der Verzahnungsbreite des Großrades (2.2) beträgt.Integrated transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a tooth width of the drive pinion ( 2.1 ) at least 1.1 times the gearing width of the large wheel ( 2.2 ) is. Getriebeturbomaschine (2) für einen Maschinenstrang mit einem integrierten Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Turbomaschinenwelle eines Turbomaschinenrotors (3.10, 3.20, 3.30) wenigstens ein Laufrad (3.12, 3.13, 3.22, 3.23, 3.32, 3.33, 3.34) einer Kompressor- oder Expanderstufe der Getriebeturbomaschine drehfest verbunden ist.Gear Turbomachine ( 2 ) for a machine train with an integrated transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that with a turbomachine shaft of a turbomachinery rotor ( 3.10 . 3.20 . 3.30 ) at least one impeller ( 3.12 . 3.13 . 3.22 . 3.23 . 3:32 . 3:33 . 3:34 ) is rotationally fixedly connected to a compressor or expander stage of the geared turbomachine. Getriebeturbomaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einer Turbomaschinenwelle eines Turbomaschinenrotors (3.10, 3.20, 3.30) ein Laufrad (3.12, 3.22, 3.32) einer Kompressor- oder Expanderstufe der Getriebeturbomaschine und ein weiteres Laufrad (3.13, 3.23, 3.33, 3.34) einer Kompressor- oder Expanderstufe der Getriebeturbomaschine drehfest verbunden ist.Geared turbomachine according to claim 10, characterized in that with at least one turbomachine shaft of a turbomachinery rotor ( 3.10 . 3.20 . 3.30 ) an impeller ( 3.12 . 3.22 . 3:32 ) one Compressor or expander stage of the gear turbomachine and another impeller ( 3.13 . 3.23 . 3:33 . 3:34 ) is rotationally fixedly connected to a compressor or expander stage of the geared turbomachine. Maschinenstrang mit einem Antriebsaggregat, insbesondere einer Dampfturbine (1), einer Gasturbine oder einem Expander, mit einer Getriebeturbomaschine (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 11, und mit einem weiteren, von der Getriebeturbomaschine getrennten Kompressor (4), insbesondere einem Hauptkompressors, der in axialer Richtung von der Getriebeturbomaschine (2) beabstandet ist.Machine train with a drive unit, in particular a steam turbine ( 1 ), a gas turbine or an expander, with a geared turbomachinery ( 2 ) according to one of the preceding claims 10 to 11, and with a further, separate from the gear turbomachine compressor ( 4 ), in particular a main compressor, in the axial direction of the geared turbomachinery ( 2 ) is spaced. Maschinenstrang nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kompressor ein, insbesondere als Axialkompressor, Radialkompressor, vorzugsweise mit horizontaler und/oder vertikaler Trennfuge, Radial-Isothermkompressor oder kombinierter Axial-Radialkompressor ausgebildeter Einwellenkompressor ist.Machine train according to claim 12, characterized that the additional compressor, in particular as an axial compressor, Radial compressor, preferably with horizontal and / or vertical Parting line, radial isothermal compressor or combined axial-radial compressor is trained single-shaft compressor. Maschinenstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kompressor (4) in einem von einem Gehäuse der Getriebeturbomaschine (2) getrennten Gehäuse aufgenommen ist.Machine train according to one of the preceding claims 12 to 13, characterized in that the further compressor ( 4 ) in one of a housing of the geared turbomachine ( 2 ) is housed separate housing. Maschinenstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeturbomaschine als Booster-Kompressor mit wenigstens einer Kompressorstufe ausgebildet ist, dem höchstens ein Teilmassenstrom von von dem Hauptkompressor komprimiertem Medium und/oder ein nicht von dem Hauptkompressor komprimiertes Medium zugeführt wird.Machine train according to one of the preceding claims 12 to 14, characterized in that the gear turbomachine designed as a booster compressor with at least one compressor stage is at most a partial mass flow of the main compressor compressed medium and / or not from the main compressor compressed medium is supplied. Maschinenstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleinster durchströmter Querschnitt des weiteren Kompressors wenigstens das 1,05-fache, vorzugsweise wenigstens das 1,1-fache und insbesondere wenigstens das 1,2-fache des kleinsten durchströmten Querschnitts der Getriebeturbomaschine aufweist.Machine train according to one of the preceding claims 12 to 15, characterized in that a smallest flowed through Cross section of the other compressor at least 1.05 times, preferably at least 1.1 times and especially at least 1.2 times of the smallest perfused cross section of the geared turbomachine having. Maschinenstrang nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kompressor (4) auf der dem Antriebsaggregat (1) gegenüberliegenden Seite der Getriebeturbomaschine (2) angeordnet ist.Machine train according to one of claims 12 to 16, characterized in that the further compressor ( 4 ) on the drive unit ( 1 ) opposite side of the geared turbomachine ( 2 ) is arranged. Maschinenstrang, insbesondere nach einem der Ansprüche 12 bis 17, mit einer Dampfturbine (1), einer Getriebeturbomaschine (2), und einem separaten weiteren Kompressor (4), insbesondere einem Hauptkompressor, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine (1) eine axiale Abströmung aufweist.Machine train, in particular according to one of claims 12 to 17, with a steam turbine ( 1 ), a geared turbomachine ( 2 ), and a separate additional compressor ( 4 ), in particular a main compressor, characterized in that the steam turbine ( 1 ) has an axial outflow. Maschinenstrang nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine und ein der Dampfturbine nachgeschalteter Kondensator im Wesentlichen auf derselben horizontalen Ebene angeordnet sind.Machine train according to claim 18, characterized that the steam turbine and one of the steam turbine downstream Capacitor arranged substantially on the same horizontal plane are. Maschinenstrang nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Nennbetrieb wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 60% der Leistung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen werden.Machine train according to one of claims 12 to 19, characterized in that in nominal operation at least 50%, preferably at least 60% of the power from the drive shaft the output shaft are transmitted. Maschinenstrang nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass er eine antreibende Elektromaschine (5), insbesondere einen Motor oder einen Motor/Generator, und/oder eine antreibbare Elektromaschine, insbesondere einen Generator oder einen Motor/Generator, mit einer Elektromaschineneingangswelle (5.1) aufweist, die mit dem Antriebsritzel (2.1), dem Großrad (2.2), dem Abtriebsritzel (2.3) oder einem Turbomaschinenritzel (3.11) in Eingriff steht, drehfest verbunden oder gekuppelt ist.Machine train according to one of claims 12 to 20, characterized in that it comprises a driving electric machine ( 5 ), in particular a motor or a motor / generator, and / or a drivable electric machine, in particular a generator or a motor / generator, with an electric machine input shaft ( 5.1 ), which with the drive pinion ( 2.1 ), the large wheel ( 2.2 ), the output pinion ( 2.3 ) or a turbomachine pinion ( 3.11 ) is engaged, rotatably connected or coupled. Maschinenstrang nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschineneingangswelle (5.1) ein Elektromaschinenritzel (2.4) aufweist, das mit dem Großrad (2.2) und/oder einem Turbomaschinenritzel (3.31) eines Turbomaschinenrotors in Eingriff steht.Machine train according to claim 21, characterized in that the electric machine input shaft ( 5.1 ) an electric machine pinion ( 2.4 ), which is connected to the large wheel ( 2.2 ) and / or a turbomachine pinion ( 3.31 ) of a turbomachinery rotor. Maschinenstrang nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse des Antriebsritzels (2.1), des Großrades (2.2), wenigstens eines Turbomaschinenritzels (3.11, 3.31), des Abtriebsritzels (2.3) und des Elektromaschinenritzels (2.4) im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.Machine train according to claim 22, characterized in that a rotational axis of the drive pinion ( 2.1 ), the large wheel ( 2.2 ), at least one turbomachine pinion ( 3.11 . 3.31 ), the output pinion ( 2.3 ) and the electric machine pinion ( 2.4 ) are arranged substantially in a common plane. Maschinenstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mehrteiliges Gehäuse aufweist, welches das Antriebsritzel (2.1), das Großrad (2.2), das Abtriebsritzel (2.3), wenigstens ein Turbomaschinenritzel (3.11, 3.21, 3.31) und das Elektromaschinenritzel (2.4) aufnimmt, wobei das Gehäuse in einer Ebene, in der eine Drehachse des Antriebsritzels, des Großrades, eines Turbomaschinenritzels, des Elektromaschinenritzels und/oder des Abtriebsritzels angeordnet sind, geteilt ist.Machine train according to one of the preceding claims 22 to 23, characterized in that it comprises a multi-part housing which the drive pinion ( 2.1 ), the large wheel ( 2.2 ), the output pinion ( 2.3 ), at least one turbomachinery pinion ( 3.11 . 3.21 . 3.31 ) and the electric machine pinion ( 2.4 ), wherein the housing in a plane in which a rotational axis of the drive pinion, the large gear, a turbomachine pinion, the electric machine pinion and / or the output pinion are arranged, is divided. Maschinenstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln, dem Elektromaschinenritzel und dem Abtriebsritzel axial in einem Gehäuse der Getriebeturbomaschine gelagert ist und wenigstens ein anderes von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln, dem Elektromaschinenritzel und dem Abtriebsritzel sich axial an dem einen, axial in dem Gehäuse der Getriebeturbomaschine gelagerten von dem Antriebsritzel, dem Großrad, den Turbomaschinenritzeln, dem Elektromaschinenritzel und dem Abtriebsritzel, insbesondere über einen Druckkamm, abstützt.Machine train according to one of the preceding claims 22 to 24, characterized in that at least one of the drive pinion, the large gear, the Turbomaschinenritzeln, the electric machine pinion and the output pinion is mounted axially in a housing of the gear turbomachine and at least one of the drive pinion, the large wheel, the turbomachine pinions, the electric machine pinion and the output pinion itself axially on the one, axially mounted in the housing of the gear turbomachine of the drive pinion, the large gear, the turbomachine pinions, the electric machine pinion and the output pinion, in particular via a pressure comb, supported.
DE102008031116.2A 2008-05-29 2008-07-01 Geared turbomachine for a machine train, machine train with and gear for geared turbomachine Active DE102008031116B4 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09006649.9A EP2128448B1 (en) 2008-05-29 2009-05-16 Drive turbo machine for a machine line, machine line with and drive for drive turbo machine
JP2009124341A JP4991789B2 (en) 2008-05-29 2009-05-22 Transmission turbomachine for machine line, transmission line for machine line, and transmission turbomachine
CN2009101418428A CN101592045B (en) 2008-05-29 2009-05-26 Drive turbo machine for a machine line, machine line and drive for drive turbo machine
US12/473,445 US8414250B2 (en) 2008-05-29 2009-05-28 Geared turbine machine for a machine train, machine train with and gear for geared turbine machine

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008025695.1 2008-05-29
DE102008025695 2008-05-29
DE102008030103 2008-06-25
DE102008030103.5 2008-06-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008031116A1 true DE102008031116A1 (en) 2009-12-03
DE102008031116B4 DE102008031116B4 (en) 2022-02-03

Family

ID=41254065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008031116.2A Active DE102008031116B4 (en) 2008-05-29 2008-07-01 Geared turbomachine for a machine train, machine train with and gear for geared turbomachine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8414250B2 (en)
EP (1) EP2128448B1 (en)
JP (1) JP4991789B2 (en)
CN (1) CN101592045B (en)
DE (1) DE102008031116B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014195390A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Geared compressor
DE102014221339A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-21 Siemens Aktiengesellschaft Stepped parting line on a gearbox

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011003525A1 (en) * 2011-02-02 2012-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Stepped parting line on a gearbox
NO335032B1 (en) * 2011-06-01 2014-08-25 Vetco Gray Scandinavia As Submarine compression system with pump driven by compressed gas
JP5863320B2 (en) 2011-08-05 2016-02-16 三菱重工コンプレッサ株式会社 Centrifugal compressor
DE102012018468B4 (en) * 2012-09-19 2022-07-14 Man Energy Solutions Se geared turbomachine
DE102012217441A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Siemens Aktiengesellschaft geared compressors
DE102012022131A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-15 Man Diesel & Turbo Se Geared turbine machine
DE102013208564A1 (en) 2013-05-08 2014-11-13 Voith Patent Gmbh Transmission and transmission compressor system
US20150211539A1 (en) 2014-01-24 2015-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Systems and methods for compressing air
RU2676173C2 (en) 2014-11-21 2018-12-26 Фойт Патент Гмбх Gear, geared turbo-machine and method of installation of a geared turbomachine
DE102015001418A1 (en) * 2015-02-06 2016-08-11 Man Diesel & Turbo Se Geared turbine machine
DE202015000883U1 (en) 2015-02-06 2015-03-16 Man Diesel & Turbo Se Geared turbine machine
US11280226B2 (en) * 2016-12-08 2022-03-22 Atlas Copco Comptec, Llc Waste heat recovery system
CN108445488B (en) * 2018-06-14 2020-08-14 西安交通大学 Laser active imaging detection system and method
US11939873B2 (en) 2020-05-15 2024-03-26 Hanwha Power Systems Co., Ltd Compander
FR3115812B1 (en) * 2020-10-29 2023-09-08 Safran Helicopter Engines Free turbine turbogenerator comprising a reversible electric machine coupled to the free turbine
JP7614864B2 (en) 2021-02-01 2025-01-16 三菱重工コンプレッサ株式会社 Geared compressor, design method of geared compressor
JP7780929B2 (en) 2021-12-02 2025-12-05 三菱重工コンプレッサ株式会社 Geared Compressor
JP7766517B2 (en) * 2022-02-25 2025-11-10 三菱重工コンプレッサ株式会社 Geared Compressor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7122098U (en) 1971-06-08 1972-02-10 Aeg-Kanis Gmbh SPUR GEAR CASE
DE2413674C2 (en) 1973-04-10 1984-12-13 Ingersoll-Rand Co., Woodcliff Lake, N.J. Radial turbo compressor
DE4241141A1 (en) 1992-12-07 1994-06-09 Bhs Voith Getriebetechnik Gmbh Compressor system with a gear transmission engaged in the drive train between a drive unit and a compressor area of the system
EP1691081A2 (en) 2005-01-19 2006-08-16 Man Turbo Ag Multistage turbocompressor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4003482A1 (en) * 1990-02-06 1991-08-08 Borsig Babcock Ag GEARBOX TURBO COMPRESSOR
US5402631A (en) * 1991-05-10 1995-04-04 Praxair Technology, Inc. Integration of combustor-turbine units and integral-gear pressure processors
DE9201858U1 (en) * 1992-02-11 1992-04-02 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Geared turbo compressor
DE4234739C1 (en) 1992-10-15 1993-11-25 Gutehoffnungshuette Man Gearbox multi-shaft turbo compressor with feedback stages
JPH10196313A (en) * 1997-01-13 1998-07-28 Fuji Electric Co Ltd Axial exhaust condenser
GB2321502B (en) 1997-01-24 2001-02-07 Europ Gas Turbines Ltd Turbocharger arrangement
US6116027A (en) 1998-09-29 2000-09-12 Air Products And Chemicals, Inc. Supplemental air supply for an air separation system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7122098U (en) 1971-06-08 1972-02-10 Aeg-Kanis Gmbh SPUR GEAR CASE
DE2413674C2 (en) 1973-04-10 1984-12-13 Ingersoll-Rand Co., Woodcliff Lake, N.J. Radial turbo compressor
DE4241141A1 (en) 1992-12-07 1994-06-09 Bhs Voith Getriebetechnik Gmbh Compressor system with a gear transmission engaged in the drive train between a drive unit and a compressor area of the system
EP1691081A2 (en) 2005-01-19 2006-08-16 Man Turbo Ag Multistage turbocompressor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014195390A1 (en) * 2013-06-06 2014-12-11 Siemens Aktiengesellschaft Geared compressor
DE102014221339A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-21 Siemens Aktiengesellschaft Stepped parting line on a gearbox

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008031116B4 (en) 2022-02-03
EP2128448A3 (en) 2017-07-26
EP2128448B1 (en) 2020-06-24
US20090297337A1 (en) 2009-12-03
EP2128448A2 (en) 2009-12-02
US8414250B2 (en) 2013-04-09
CN101592045A (en) 2009-12-02
CN101592045B (en) 2012-08-15
JP2009287555A (en) 2009-12-10
JP4991789B2 (en) 2012-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2128448B1 (en) Drive turbo machine for a machine line, machine line with and drive for drive turbo machine
EP0592803B1 (en) Gear driven multi-shaft compressor
EP2569542B1 (en) Multi-stage integrally geared compressor
DE2200497C3 (en) Two-stage front fan for a gas turbine jet engine
EP1726814B1 (en) Jet engine
DE102017107803B3 (en) Drive device for a motor vehicle
DE102015001418A1 (en) Geared turbine machine
DE4416497C1 (en) Geared multi-shaft turbo-compressor and geared multi-shaft radial expander
EP2435728B1 (en) Energy generation plant, in particular wind power plant
DE102012022131A1 (en) Geared turbine machine
EP1279867A2 (en) Power-split-transmission
DE102018133388B4 (en) Planetary gear and method of assembling a planetary gear
DE102014225136A1 (en) Transmission compressor, arrangement with a drive and a gear compressor
DE102011018236A1 (en) Device for power transmission
DE102015200439A1 (en) Arrangement, gear compressor
WO2011023690A2 (en) Compressor
DE102009003386A1 (en) Turbine systems for power generation
EP3767102B1 (en) Drive train assembly
DE102011121925A1 (en) Compressor and method for operating a compressor
DE202015000883U1 (en) Geared turbine machine
DE102009044959A1 (en) Multi-stage turbo-compressor i.e. eight to ten stage turbo-compressor, for use as radial transmission compressor, has compressor stages sealed using sealing arrangement against fluid entry to pinion sections of shafts that support wheel
EP2711503B1 (en) Geared turbomachine
EP3599393A1 (en) Crank drive for wind power plants and industrial applications
EP3299630A1 (en) Compressor assembly
EP3599391A1 (en) Crank drive for wind power plants and industrial applications

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: MAN DIESEL & TURBO SE, 86153 AUGSBURG, DE

R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20150318

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN DIESEL & TURBO SE, 86153 AUGSBURG, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: EVERLLENCE SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN ENERGY SOLUTIONS SE, 86153 AUGSBURG, DE